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9 juillet 2008
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin

Actualité de la Cognition Artificielle

Le terme de Cognition Artificielle, dit aussi de Conscience artificielle, étend considérablement l'ancien concept de robotique.


Le présent dossier collationne, entre autres, un certain nombre d'informations communiquées par notre ami Jacques Maudoux, que nous remercions. AI

Financements de la robotique par la Commission européenne

La Commission européenne vient d'annoncer qu'elle va doubler ses investissements de recherche en robotique entre 2007 et 2010. L'annonce a été faite au salon AUTOMATICA 2008 à Munich. Le programme sera financé à hauteur de 400 millions d'euros. Il visera à encourager notamment les partenariats entre laboratoires de recherche et industrie.

Selon Viviane Reding, Commissaire pour la Société de l'Iinformation , le secteur robotique européen dispose d'importants potentiels inexploités. Il s'agit notamment pour l'industrie d'augmenter ses apports en valeur ajoutée. Elle doit aussi augmenter sa part de production des composants mécaniques nécessaires au secteur.

Environ 1/3 des robots industriels sont produits en Europe. Le continent a réussi à maintenir une position forte dans ce domaine malgré la concurrence. Selon l'International Federation of Robotics (IFR), le marché mondial des robots industriels est de 4 milliards d'euros et devrait croître de 4,2% par an jusqu'à 2010. La croissance sur ce marché augmentera de 10 à 15% par an. Le nombre des robots professionnels en service dans le monde passera de 40.000 en 2006 à 75.000 en 2010.
Les robots industriels et de services sont affectés à de nombreuses tâches : commerce et distribution, nettoyage, agriculture, soins médicaux.
En Europe, les robots devraient aider à lutter contre les gaspillages de matières premières et contre la perte de force de travail dans certains secteurs.

Notre analyse : aussi intéressants que soient les robots industriels, ils ne permettent pas de développer des recherches avancées en robotique autonome. Néanmoins, ils en fournissent des bases utiles.

http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=EN_NEWS&ACTION
=D&SESSION=&RCN=29537

Etat des lieux en Traduction automatique TA

analyse de Mike Dillinger, President de l' Association for Machine Translation in the Americas et Professeur au Department of Psychology, San José State University

Comme toutes les technologies, la traduction automatique (TA) a ses limites. En l'absence de textes sans ambiguïtés, les traducteurs humains seront toujours nécessaires pour compléter les ordinateurs. C'est le cas notamment dans le domaine juridique et littéraire. La TA devrait s'attacher en priorité aux textes destinés à Internet et aux textes techniques. Pour cela les rédacteurs dans ces deux domaines doivent être formés à la production de documents facilement traduisibles.

L'état de l'art dans la TA a changé rapidement depuis 15 à 20 ans. Auparavant, beaucoup de moyens avaient été dépensés afin d'établir les règles grammaticales nécessaires à l'analyse des textes originaux et les règles de traduction correspondantes. Il avait été cependant jugé impossible de prendre en compte manuellement l'énorme quantité de mots et de phrases utilisés dans ces documents. La nouvelle approche utilise des techniques statistiques pour identifier des règles qualitativement plus simples. Ceci est fait désormais automatiquement et à grande échelle, couvrant une grande partie du spectre du langage. La même démarche est appliquée en ce qui concerne l'identification des mots et de leurs traductions possibles. Aujourd'hui, la recherche cherche à accroître la complexité des règles de façon à mieux s'adapter aux structures syntaxiques et à la variété des significations.

On peut considérer que la TA est aujourd'hui une industrie mature. Elle est utilisée couramment par les institutions militaires et industrielles depuis 30 ans : Commission européenne. Ford, Symantec, les forces armées américaines, etc. Par contre, elle n'est pas suffisamment mûre pour être utilisée par le public généraliste et au hasard des textes rencontrés. Tant que ceux-ci ne seront pas purgés de leurs impuretés diverses, elle donnera de mauvais résultats. Or le public voudrait obtenir des traductions parfaites.

La société dans son ensemble, en fait, ne comprend pas ce qu'est la TA. On attend d'elle qu'elle éclaire ce que l'auteur avait voulu dire, même si celui-ci ne s'était pas exprimé clairement. Il y a des éducations réciproques à mener à bien.

Par ailleurs la TA implique différents secteurs technologiques : la programmation, les systèmes de traduction, les dictionnaires électroniques. Ceci implique de réaliser des lexiques électroniques, des grammaires, des bases de données répertoriant les co-occurrences de mots et d'autres ressources linguistiques. Il faut aussi développer l'évaluation des processus de traduction, le « nettoyage » automatique des textes, les procédures de gestion de documents nécessaire pour traiter des commandes de traduction pouvant atteindre 300.000 pages. La coopération entre linguistes, programmeurs et ingénieurs est indispensable.

Les phases de la traduction sont les suivantes:
1. Préparation du document, en veillant à ce que chaque phrase soit compréhensible et correct. C'est la phase la plus importante.
2. Ajustement du système de traduction au domaine professionnel concerné, notamment au regard des concepts spécialisés utilisés.
3. Traduction, adaptée aux formats électroniques du texte. Le contenu doit être séparé de ses mises en forme.
4. Vérification et contrôle de qualité, avec résolution des ambiguïtés.
5. Distribution des documents traduits à leurs destinataires. La tâche n'est pas simple quand le service de traduction reçoit 10.000 pages à traduire en 10 langues et à router vers une cinquantaine de bureaux.

La TA ne représente en rien une menace pour les interprètes et traducteurs humains. Comme toujours, la machine accomlira les tâches de routine, laissant les tâches nobles aux humains. Même si la qualité de la TA augmente, l'intelligence globale des textes nécessitera des compétences humaines s'élevant en proportion.

Ceci étant, un énorme effort d'adaptation sera requis des humains pour faire face aux nouvelles techniques et à l'accroissement corrélatif du nombre et de la difficulté des textes à traduire. On retrouve le même problème dans toutes les technologies en croissance, à quelques différences près. Le contrôle de l'exactitude des significations demandera un effort considérable, la machine pouvant fournir des traductions apparemment fidèles qui induiront en fait des malentendus graves. Il faut disposer de systèmes d'IA très évolués pour les détecter. La traduction porte souvent par ailleurs sur des documents déjà traduits, avec risque de pertes de sens en série.

Le British National Corpus comprend 15 millions de termes caractéristiques de la langue anglaise. Les dictionnaires de TA les plus riches se limitent à 300.00 entrées. Comment les sociétés de demain pourront-elles faire face à ces différences ? Il faut voir en fait que sur 15 millions de mots, 70% sont rarement utilisés. Il convient donc de se limiter à un cœur plus réduit, auquel s'ajouteront de 5.000 à 10.000 termes hautement spécifiques. Mais cette technique ne peut s'appliquer qu'aux documents professionnels. Pour des traductions en ligne sur le web, elle sera inutilisable. Il faudra donc généraliser des solutions déjà existantes, telles que le « try again » : demander à l'interlocuteur de formuler autrement sa question. L'auteur comme le destinataire devront coopérer avec le système, s'ils veulent communiquer.

Notre analyse. Ce texte (traduction-adaptation libre de notre part) montre plusieurs choses : 1. La TA reste ; comme elle le fut aux origines de l'IA, un défi pour l'intelligence appliquée aux machines. Il est donc intéressant d'investir pour enrichir ses techniques.
2. la communication écrite et parlée avec les robots multipliera les problèmes d'interprétation du genre de ceux rencontrés par la traduction, ceci même si les interlocuteurs utilisent en principe la même langue, en émission comme en réception. Il ne faut pas croire que les logiciels simplistes actuels de reconnaissance ou de synthèse de la parole utilisés par les automates ont résolu tous les problèmes, même en se plaçant à un très bas niveau d'exigence. Si par contre la communication entre humains et robots s'améliorait sensiblement, en empruntant aux méthodes de la TA évoquées dans cet article, la convergence entre les deux formes d'intelligence pourrait croître rapidement.

http://www.fi.upm.es/?pagina=653&idioma=english

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Probabilités et nouvelle AI

La mathématicienne américaine Daphne Koller semble sur le point de doter l'IA de nouveaux outils permettant de gérer des situations complexes évolutives. Son travail exploite les possibilités offertes par les réseaux Bayésiens (object-oriented Bayesian networks, probabilistic relational models, dynamic Bayesian networks, hybrid Bayesian networks

Les applications actuelles concernent l'amélioration de la vision artificielle, la compréhension du langage naturel, la réalisation de moteurs de recherche améliorés.

Daphne Koller, à 39 ans, vient de recevoir un prix d'informatique de l'Association for Computing Machinery et la Fondation Infosys.

Notre analyse : Le calcul et les réseaux bayésiens sont de plus en plus considérés comme indispensables pour modéliser un monde qui ne serait connaissable qu'en termes de probabilités. Nous avons noté dans un de nos articles que certains neurologues avancent l'hypothèse que le calcul bayésien serait le mode par défaut systématique de fonctionnement des diverses unités du cerveau.

http://robotics.stanford.edu/~koller/research.html

Les « Challenges » en robotique militaire

Le 3e Challenge organisé par la Darpa (agence de recherche militaire américaine) pour encourager la réalisation de véhicules complètement autonomes a été gagné le 1e novembre 2007 par une équipe de Carnegie Mellon University, le Tartan Racing, avec une Chevrolet Tahoe spécialement équipée baptisée Boss. Contrairement aux précédentes compétitions, qui se déroulaient dans la nature, ce dernier, dit Urban Challenge, obligeait les compétiteurs à naviguer dans une ville reconstituée en vraie grandeur sur l'ancienne base aérienne George de Victorville, située au nord-est de Los Angelès. Un trafic correspondant à celui d'une ville moyennement fréquentée a été reconstitué dans ce cadre, avec de vrais véhicules et de vrais piétons, des parkings, des feux de circulation et des agents de police. Les robots devaient s'intégrer au trafic urbain, éviter toutes les embûches et mauvais conducteurs tout en respectant le code de la route et les feux rouges, chaque infraction étant pénalisée par des points départageant les candidats.

Les quelque 60 miles du parcours ont été exécutés en 6 heures par les premiers gagnants, soit une vitesse d'environ 15 km /h de moyenne, qui constitue un vrai défi en ville.
Il faut constater ici les progrès fulgurant enregistrés en quelques années en matière de véhicules autonomes : lors de la première compétition de 2004, aucun des 15 robots candidats n'avait été capable de finir le parcours de 230 kilomètres dans le désert californien. Un an après, cinq véhicules sans pilote ont réussi à parcourir la même distance en moins de dix heures, après 50 virages, des pistes de sable, des tunnels ou des pentes inclinées.

Cette nouvelle compétition de 2007, mettant la barre vraiment très haut, montre tous le chemin parcouru et toute l'ingéniosité de la Darpa, trouvant ainsi avec de tels challenge un formidable moyen de mobiliser les meilleurs cerveaux du pays, voire internationaux : 4 équipes allemandes étaient cette année de la partie, deux d'entre elles restant parmi les 11 concurrents finalistes. A peu de frais, l'agence militaire réussit ainsi à faire un comparatif des meilleures technologies (ceci ayant été chiffré à moins de 10 millions de dollars pour la compétition de 2005).

C'est aussi pour les chercheurs de la Darpa un bon moyen de pousser l'innovation chez les militaires, naturellement peu enclins à céder leur place à un automatisme. L'agence se fonde en effet sur la demande du Congrès américain d'intégrer d'ici 2015 un tiers de véhicules sans conducteurs dans le parc opérationnel de l'US Army. Les participants y trouvent de leur côté un financement et une vitrine pour mettre en valeur leurs innovations et de valoriser leurs technologies.

Notre analyse. Nous ne pouvons que répéter notre propos habituel : sans de telles incitations mobilisant beaucoup de laboratoires et d'entreprises, intéressant un large public et aux retombées civiles multiples, la robotique européenne ne décollera pas facilement. Les constructeurs européens, pour leur part, ne disposeront pas des composants leur permettant de faire face aux nouvelles générations de véhicules qui seront commercialisés par leurs concurrents.

Darpa grand challenge :
http://www.darpa.mil/grandchallenge/index.asp

Mars Rover competition

En juin 2008, un Challenge du même genre a été organisée par la Mars Society, organisation non-profit destine à promouvoir l'exploration spatiale. La Mars Society dispose de beaucoup d'argents car elle est soutenue par la Nasa et divers industriels américain du secteur spatial. Le 2 Rover Challenge universitaire visait à encourager la conception et la fabrication de véhicules robotiques destinés à l'exploration de Mars. Les tests se sont tenus dans le désert proche de Hanksville, dans l'Utah.

Une première épreuve consistait en une navigation destinée à livrer un réservoir d'oxygène à des astronautes en difficulté situés à une centaine de mètres du point de départ. Les autres épreuves consistait à recueillir des échantillons du sol et procéder à des études géologiques avec analyse spectrale en lumière visible et en infra rouge. C'est le rover construit par l'université d'Etat d el'Oregon qui a emporté le prix. Six collèges américains et un canadien s'étaient inscrits.

Notre analyse. Les robots autonomes d'exploration spatiale ou simplement de maintenance (voir ci-dessous: Trois ingénieurs...) représenteront un enjeu considérable dans la «conquête» pacifique voire militaire des astres voisins de la Terre ou des orbites stratégiques. L'Amérique, activement suivie par la Chine, y consacre des moyens importants, afin de maintenir sa supériorité spatiale.

http://www.sciam.com/article.cfm?id=university-rover-challenge
&sc=DD_20080619

Traversée de l'atlantique par des voiliers robots

Le tournoi mondial de voiliers robotisés en est déjà à sa troisième édition, qui s'ouvrira fin mai en Autriche. Mais ses compétiteurs voient plus loin : au mois d'octobre, leurs champions s'élanceront pour le Microtransat Challenge à l'assaut de l'Atlantique. Cette joute entre ingénieurs intéresse aussi les océanographes...

Ils pilotent déjà des voitures, des avions, des fusées, alors pourquoi pas des voiliers ? Les robots peuvent parfaitement commander les voiles d'un navire pour suivre une route en tenant compte du vent, de la position donnée par le GPS et de la dérive constatée. La preuve en est brillamment donnée depuis plusieurs années par une série de compétitions. En France, débutait en 2003 le Défi SGM, organisé par les IUT SGM (Science et Génie des Matériaux) pour des bateaux de 2,40 mètres. Prise au jeu, la communauté des roboticiens est montée d'un cran avec une compétition plus ambitieuse, le Challenge Microtransat, qui a pour but ultime la traversée de l'Atlantique.

Les navires devront mesurer moins de quatre mètres et n'utiliser comme sources d'énergie que le soleil et le vent. La troisième condition est un faible coût, l'idée n'étant pas d'organiser une compétition technologique avec des moyens lourds mais de privilégier les équipes issues d'universités.

La première édition, en 2006, s'était tenue près de Toulouse en juin 2006. L'année suivante, les compétiteurs se sont confrontés à Aberystwyth, au Royaume-Uni. Et ce petit monde se retrouvera pour le World Robotic Sailing Championship 2008, du 20 au 25 mai en Autriche, à Breitenbrunn, dans les environs de Vienne et lanceront leurs embarcations sur le lac Neusiedl.

La compétition s'accélère car c'est au mois d'octobre 2008 que ces voiliers sans équipage quitteront les côtes du Portugal (le lieu de départ n'est pas encore déterminé) pour partir vers l'ouest, avec l'Atlantique à traverser. Le point d'arrivée sera situé entre 10 et 25 degrés de latitude nord, soit aux Antilles ou aux Bahamas.

Une équipe de l'IUT de Nantes s'est lancée dans cette aventure, avec l'assistance de l'Ensica (Ecole nationale supérieure d'ingénieurs de constructions aéronautiques, aujourd'hui regroupée avec Supaéro au sein de l'ISAE, Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace). Leur second prototype, Iboat, est en cours de construction, reprenant les principes du premier, baptisé Microtransat. La description de Iboat est détaillée sur le site de l'Ensica. Ses 160 cellules solaires alimentent l'électronique de bord et chargent une batterie au plomb. L'ensemble assure une puissance moyenne de 35 watts sur 24 heures (donc compte tenu de la période nocturne). L'équipe précise que cette valeur a été déterminée à Toulouse, donc à 44 degrés de latitude.

Notre analyse. Ce concours est intéressant à plusieurs titres. D'une part il permet d'expérimenter différentes techniques de pilotage automatique utilisant les éléments marins naturels, vents et courants. D'autre part, il s'inscrit dans la direction de recherche consistant à utiliser pour le transport maritime des navires à voiles de différentes formes, destinés à relayer les moteurs à combustion quand les vents le permettent. On peut penser que pour certains frets n'ayant pas d'exigence de vitesse, cette solution présente un certain avenir. Il est bon que des chercheurs s'y intéressent en France. Dans l'expérience relatée ci-dessus, les autorités maritimes ont évoqué des risques de perte de contrôle du voilier susceptibles de provoquer des abordages. Nous doutons pour notre part que le voilier témoin arrive un jour à bon port, connaissant le caractère corrosif du milieu marin. Mais qui n'essaye pas n'obtient rien.

Challenge microtransat thttp://www.microtransat.org/?lang=en

Trois ingénieurs aérospatiaux européens demandent que l'on investisse pour réaliser des robots autonomes de maintenance des équipements en orbite

Les centaines de satellites en orbite basse ou géostationnaire autour de la Terre sont pratiquement irréparables en cas de pannes ou incidents. Seuls à ce jour la Station Spatiale Internationale et le télescope orbital Hubble ont paru justifier l'envoi d'équipes de maintenance spécifiques. La Nasa a d'ailleurs annoncé qu'elle ne pourrait plus assurer le renouvellement de telles missions.

Trois ingénieurs européens du secteur aérospatial, Alex Ellery, Joerg Kreidsel et Berndt Sommer vienne de demander dans le journal Acta Astronomica que les opérateurs de satellites prévoient dorénavant des robots autonomes capables d'accomplir seuls les opérations de détection de pannes et de dépannage, voire de maintenance préventive. De telles opérations sont désormais à la portée des robots modernes, portés par des satellites spécialisés. L'industrie spatiale est la seule qui n'assurent pas la maintenance de matériels pourtant particulièrement coûteux. La solution robotique permettrait de faire faire aux opérateurs des économies considérables

Notre analyse. Ceux qui connaissent les milieux spatiaux savent que les astronautes ou leurs agences éprouvent une véritable répulsion à l'idée que des robots, pourtant plus sûrs que les humains, puissent se substituer à ces derniers. Si pourtant l'aventure spatiale se poursuit, l'emploi de robots précurseurs des hommes ou se substituant purement et simplement à eux là où ces derniers ne pourront aller, représentera un objectif stratégique de première importance.

Des jumelles de vue en relation directe avec le cerveau

Les neurosciences admettent que notre cerveau, grâce aux organes sensoriels, observe beaucoup d'évènements échappant directement à notre conscience. Autrement dit, il repère des patterns, des structures dans l'environnement, avant même que nous ne soyons capable de traduire ces observations et de les communiquer par le langage. Souvent même le cerveau conscient refuse de les prendre en compte. On pourrait exprimer cela en disant que le cerveau génère une connaissance intuitive de l'environnement qui peut provoquer des réponses du corps que le cerveau conscient ne s'explique pas ou ne veut pas s'expliquer.

Pour exploiter cette propriété, la Darpa vient de réaliser une paire de jumelles de haute qualité associée à un électroencéphalogramme. Lorsqu'un combattant observera le champ de bataille avec cet appareil, celui-ci sera en mesure de signaler les éléments du décor qui ont alerté son cerveau à son insu, révélant ainsi peut-être un danger imminent. Autrement dit, plutôt qu'interpréter l'environnement par lui-même à l'aide de capteurs et d'algorithmes, cet instrument d'observation laissera l'inconscient du soldat faire le travail.

Les concepteurs d'un tel système exploitent le fait que l'être humain a largement développé le cortex préfrontal qui permet de repérer plus aisément les structures et les modèles, mais qui possède aussi une forte capacité d'inhibition, susceptible aussi bien d'éliminer les données sans importance que bloquer des informations importantes. Le rôle de l'électroencéphalogramme permettrait donc de court-circuiter ces fonctions inhibitrices.

Le soldat serait équipé d'un casque comportant, outre les jumelles et les électrodes d'EEG, un écran lui renvoyant les états de son cortex préfrontal. (Ceux-ci pourraient éventuellement aussi être transmis par radio à un supérieur). Rien n'empêcherait alors d'interpréter ces états avec une couche ajoutée d'IA. On peut douter que le dispositif soit d'emploi très pratique au combat, le système générant certainement de nombreuses fausses alertes difficiles à interpréter. On y verra une des tendances du lobby militaro-industriel pour fuir dans la technologies les conditions du combat réel.

Notre analyse. Même si ces jumelles se révèlent inutilisables, l'idée de capter les informations reçues par le cerveau et restées inconscientes, afin de les rendre conscientes et de les faire interpréter avec des logiciels d'IA, suscitera beaucoup d'intérêt chez les cogniticiens. On créerait alors un double circuit de traitement, celui spontané du cortex et celui réalisé par l'appareil. Les résultats du traitement automatique étant à leur tour soumis au cerveau conscient, une suite d'interprétations en boucle sinon de courts circuits pourrait en résulter. On peut craindre que le sujet perde alors tout sens du monde réel. Mais n'est-ce pas ce qui se produit sous d'autres formes dans l'interaction avec la réalité virtuelle ?

http://blog.wired.com/defense/2008/06/northrop-to-dev.html

Roboworld à Pittsburgh

Au printemps 2009, la nouvelle version permanente de l'exposition Roboworld hébergée à Pittsburgh par le Robot Hall of Fame (Carnegie Mellon University) sera entièrement consacrée aux robots et aux applications d'IA. Pour un budget de $3.4 million , ce sera la plus ambitieuse des Etats-Unis. Elle présentera plus de 30 démonstrations interactives où l'on verra les robots marcher, rouler, grimper, voler, saisir et utiliser des outils, rassembler des objets et construire des structures.

Afin d'intéresser les étudiants, un atelier robotique permettra de réaliser des expériences et des prototypes originaux.

Notre analyse. Il ne faut pas s'étonner des retards conceptuels qui affectent ce thème en France, vu le peu d'intérêt qui lui manifestent les laboratoires publics et les industriels. Des manifestations permanentes de cette ampleur sont encore inimaginables.

http://www.post-gazette.com/pg/08101/872063-85.stm

Le robot marcheur Flame

La marche est un exercice difficile pour les robots bipèdes. Il s'agit d'une activité complexe, impliquant chez les humains de nombreux centres nerveux de contrôle, et une grande coordination sensorielle et musculaire. Les roboticiens l'ont abordé de deux façons. La première, dérivée du mode de contrôle des robots industriels, consiste à programmer à l'avance les différents phases de la marche, dans le cadre de routines invariables. La sécurité peut être excellente, si le terrain s'y prête. Mais elle ne permet aucune adaptation. De plus elle est coûteuse et dépense beaucoup d'énergie, ce qui limite l'autonomie du robot.

La seconde méthode consiste à s'inspirer de la marche chez les humains, qui peut être comparée à une suite de chutes en avant contrôlées. L'Université de Delft est pionnière dans cette seconde méthode. Le chercheur Daan Hobbelen a présenté en mai 2008 un robot baptise Flame qui serait le démonstrateur le plus avancé au monde en la matière. Flame comporte 7 moteurs, un centre d'équilibration et les algorithmes adéquats. L'Université, en dehors des autres domaines où la bipédie est utile aux robots, espère en faire le prototype d'aides aux personnes handicapées qui soient relativement légères et économiques,

L'université de Delft s'inscrit aussi par ces travaux dans la réalisation de robots marcheurs capables de voir, apprendre et courir. Conjointement avec les universités de Twente, Eindhoven et la firme Philips, elle a présenté l'équipe hollandaise pour la RoboCup qui participera durant l'été 2008 à la 2008 RoboCup Soccer en Chine.

http://www.tudelft.nl/live/pagina.jsp?id=f58fa261-f359-4d83-81ce
-78bc182750ea&lang=en

Le programme européen Italk

Le programme européen Italk vise à développer des agents incorporés (autrement dit des robots) capables d'acquérir des compétences cognitives et linguistiques complexes à travers des apprentissages individuels et collectifs. Les chercheurs utiliseront pour leurs expériences le robot humanoïde iCub. Celui-ci devra apprendre à manipuler des objets et des outils de façon autonome, à coopérer et à communiquer ce faisant avec d'autres humains et robots. Il devra aussi s'adapter à des changements de son environnement interne et externe.

L'objectif du programme est de proposer de nouveaux modèles théoriques permettant de comprendre l'intégration de l'action, du langage et de la connaissance dans le développement des capacités cognitives. Il proposera également de nouvelles méthodes d'ingénierie pour la réalisation de robots disposant de ces compétences ou capables de les acquérir.

Notre analyse. Ce projet européen entraînera d'importants progrès dans le rapprochement conceptuel entre robots et humains qui devient le défi du siècle. Il n'existe malheureusement pas, à la date où ceci est écrit, d'université française parmi les responsables du projet. Qui dira pourquoi ?

Rappelons que nous avons précédemment, dans divers articles, mentionné le très intéressant programme européen ECAgents http://www.ecagents.org/, plus ancien mais encore en cours, sur le site duquel nous conseillons à nos lecteurs de se rendre.

http://www.italkproject.org/

Le programme européen MACS. Le robot apprend à comprendre à quoi les objets peuvent servir

La nouvelle approche proposée par ce programme vise à rendre les robots et les logiciels d'IA capable, non seulement d'identifier des objets ou des outils, mais de comprendre à quoi ils peuvent servir. La vision assistée peut permettre en moyenne de distinguer une centaine d'objets. Mais le projet MACS (multi-sensory autonomous cognitive systems ) vise un tout autre objectif. Il est basé sur la théorie cognitive des « affordances » ou « usages » développée par le psychologue américain James J. Gibson entre 1959 et 1979. Celui-ci a rejeté le behaviourisme et a proposé la théorie qu'il a baptisé de ce nom, théorie des « affordances ». Ce terme désigne la série des interactions possibles entre un individu et un objet particulier de son environnement. La théorie se focalise sur ce qu'un objet ou un environnement défini permet à un individu d'accomplir.

Dans cette perspective, il est ne suffit pas que le robot identifie la « chaise » telle que définie par ses propriétés propres. Il doit aussi l'identifier comme objet servant à s'asseoir. Dès lors qu'il aura repéré un objet doté d'une surface plane et disposant d'une certaine hauteur et rigidité, il retiendra qu'il pourra s'y asseoir. Mais cela ne suffira pas. Le robot devra aussi comprendre qu'un tel objet peut être trop lourd à soulever, doit être déplacé pour lui donner passage ou peut servir à maintenir une porte ouverte. Au terme du processus, le robot doit pouvoir utiliser tous les objets de son environnement en fonction des tâches particulières qu'il cherche à accomplir.

Le projet, commencé en 2004, s'est fixé plusieurs tâches : 1. Créer une nouvelle architecture logicielle permettant à un robot d'exécuter des tâches reposant sur l'exploitation des «usages». 2. Entraîner le robot à l'exécution de tâches orientées vers des buts et 3. Etablir des méthodes permettant de percevoir, acquérir des compétences et raisonner à propos des «usages». Un véritable robot, le Kurt3D, a été réalisé pour servir de démonstrateur. Les premiers essais ont donné toute satisfaction.

Un nouveau paradigme s'est ouvert pour la robotique, apprendre aux robots à identifier ce qu'ils peuvent faire en fonction de buts donnés.

http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm/section/news
/tpl/article/BrowsingType/Features/ID/89677

Projet européen Icub. Les robots apprennent à jouer comme des enfants

Ce projet récent et tout à fait novateur inclut six universités européennes dont deux françaises. Une plateforme dite iCub a été réalisée en 6 exemplaires et envoyée aux six universités partenaires. Elle a été conçue dans le cadre d'un autre programme européen, le projet Robotcup. Les universités vont concourir pour montrer que des robots peuvent s'éduquer en interagissant avec leur environnement, comme le font les jeunes enfants.

Un des projets, confié à l'Imperial College London va étudier la façon dont les neurones miroirs découverts dans les cerveaux humains au début des années 1990 peuvent être simulés informatiquement chez les robots. On sait que ces neurones suscitent le rappel en mémoire d'expériences précédentes lorsque un humain observe (essaie de comprendre) les actions accomplies par un autre. Les autres équipes vont explorer les diverses facultés permettant le contrôle des activités locomotrices et sensorielles dans le cadre de stimulations ressemblant aux jeux auxquels se livrent les jeunes animaux et les enfants.

Les six robots ont la taille d'enfants de 3 ans et disposent de très nombreuses capacités sensori-motrices et de coordination. Le travail coopératif ainsi réalisé permettra de répartir les efforts en multipliant les développeurs. Après les 18 mois du travail initial, d'autres robots enrichis de leurs nouvelles capacités seront adressés à 15 ou 20 autres partenaires européens, pour étendre le champ des recherches et impliquer de plus en plus de chercheurs.

Notre analyse. Ce projet, outre son intérêt intrinsèque, présente l'avantage d'associer plusieurs partenaires autour d'une même plate-forme qu'ils enrichiront.

http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm/section/news/tpl/
article/BrowsingType/Features/ID/89673
Voir aussi le projet RobotCub : http://www.robotcub.org/

Des robots de bonne compagnie (1)

Comme les robots seront de plus en plus appelés à partager les mêmes lieux que les humains, il est souhaitable qu'ils se présentent de la façon la plus attractive possible. Le besoin est déjà ressenti pour les interactions avec les robots dits de compagnie, aides familiales ou assistance aux personnes âgées. Mais on le retrouve aussi dans les entreprises et dans l'enseignement, ou de plus en plus de robots accompliront des tâches jusqu'ici conduites exclusivement par les humains.
A terme, les relations affectives voire sexuelles avec des robots nécessiteront que les partenaires des humains développent des réactions analogues à celles que l'on attend d'un humain.

D'ores et déjà, les avatars virtuels utilisés par exemple dans l'enseignement à distance doivent non seulement être capables d'être « confondus » par les élèves avec un enseignant réel mais pouvoir interpréter les réactions de ceux-ci comme le ferait cet enseignant.

C'est l'objet du programme de Tutorat affectif (Affective Tutoring System, ATS) conduit par le Dr Abdolhossein Sarrafzadeh, chercheur à l'université Massey d'Auckland (Nouvelle-Zélande).
Conçu pour les classes d'école primaire, ce système fonctionne grâce à une base de données d'environ 3 000 vidéos, réalisées auprès de trois professeurs dispensant leurs cours à des élèves âgés de 8 à 9 ans. Gestuelle, paroles et expressions de ces derniers ont été soigneusement décryptées et décodées. Résultat , l'enseignant virtuel, Eve, peut savoir si son élève est angoissé, perdu, en colère... et même s'il triche en comptant sur ses doigts ! La professeur virtuelle réagit en conséquence en s'adressant à l'élève avec une voix humaine, agrémentée d'un sourire, d'un geste ou d'une attitude adéquats. Sans prendre véritablement de décisions, elle reproduit ce qu'auraient fait des humains dans une même situation.

Aboutissement d'un travail de sept ans, ce nouveau système en est pour l'instant au stade du prototype. Mais, selon son créateur, Eve pourrait intervenir dans certaines écoles de Nouvelle-Zélande d'ici un an ou deux, dans une version améliorée. L'équipe du docteur Sarrafzadeh travaille en effet à étendre son système de reconnaissance émotionnelle à de nouveaux gestes, ainsi qu'à la voix de l'élève, à son regard... et même à son pouls, qui pourrait être mesuré grâce à une souris intelligente.

Eve devrait également élargir ses compétences à d'autres disciplines que les mathématiques. Et peut-être apprendre à améliorer son savoir-faire professionnel au fil des cours. A l'heure où la formation à distance et le tutorat en ligne sont en plein essor, les perspectives du système ATS pourraient donc être multiples. Y compris dans des domaines tels que la sécurité, la santé ou le commerce électronique.

Notre analyse. Ce projet est intéressant, mais il faut bien voir qu'il ne s'attache qu'à une petite partie du problème, puisque le professeur virtuel n'est pas autre chose qu'un programme d'IA. Beaucoup plus complexe est l'enjeu visant à doter des robots autonomes de telles capacités. Voir ci-dessous Des robots de bonne compagnie (2)

Des robots de bonne compagnie (2)

Beaucoup plus ambitieux est le projet LIREC (Living with Robots and Interactive Companions) lancé par un groupe de chercheurs à l'université de Londres et doté d'un budget de $13 millions. Il s'agit de construire des robots compagnons capables d'interagir avec les humains dans de nombreuses activités professionnelles ou sociales. Pour cela, ils doivent être capables de provoquer des émotions chez leurs interlocuteurs afin que se construisent par interaction des relations individuelles intégrant ces émotions.

Notre anayse. On voit la différence entre de tels robots et des robots qui ressentiraient vraiment des émotions. Ce dernier objectif, qui est certes souhaitable, est beaucoup plus difficile à atteindre directement. Le projet LIREC le vise de façon indirecte, en réalisant des robots dont les mimiques et attitudes, adaptées à des situations différentes, provoqueraient de la part des humains des réactions anthropomorphiques qui enrichiraient progressivement la personnalité du robot de façon à le rendre de plus en plus sociable. Comme les réactions des humains ne seraient pas strictement identiques, les robots pourraient acquérir des personnalités différentes en fonction du groupe social dans lequel ils interagiraient.

http://www.sciam.com/article.cfm?id=scientists-send-robots-to-charm-school&sc=DD_20080430
LIREC
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2008-04/qmuo-dlr040908.php

Projet européen COSY (cognitive systems for cognitive assistants)

Le projet COSY vise à intégrer les travaux de différentes équipes ayant développé des modules spécialisés destinés à améliorer la cognition artificielle (Artificial Cognitive Systems) : reconnaissance des images, des sons, interactions hommes-machines, etc.

L'objectif consiste à obtenir des robots capables d'exercer de véritables tâches en relation avec les humains, grâce à l'intégration de ces différentes fonctions, jusqu'à présent trop dispersées entre laboratoires et projets qui ne communiquent pas nécessairement entre eux. En intégrant ces différentes capacités, le projet vise, selon les lois classiques de l'émergence selon lesquelles le tout est plus que la somme des parties, à faire apparaître de véritables personnalités robotiques complexes.

Le projet COSY est conduit par Geert-Jan Kruijff, du German Research Centre for Artificial Intelligence. Il fait appel à la coopération d'équipes jusqu'ici séparées. Son caractère le plus intéressant est qu'il vise à développer une plate-forme ou boite à outils sous le régime de l'Open Source, qui sera mise à disposition de ces équipes afin qu'elles puissent, toujours sur le mode de l'Open Source, y apporter leurs contributions. Plusieurs initiatives différentes ont déjà été enregistrées.

Les premiers résultats sont encourageants. Au lieu de réagir simplement aux stimulations externes, les robots tendent à s'y adapter activement, en reconfigurant leurs stratégies et même en communiquant à ce sujet. C'est ainsi qu'un robot démonstrateur nommé Explorer peut décrire son environnement à un humain et s'adapter en fonction des réponses reçues.

Notre analyse. Ce projet met en évidence le grand défi de la Cognition artificelle : mettre ensemble et faire interagir les multiples composants développés séparément en IA et en robotique depuis quelques années, afin d'obtenir une entité multi-fonctions analogue à celles que la vie a su construire depuis des centaines de millions d'années dans la nature.

Le développement coopératif sous la licence Open Source présente par ailleurs le grand intérêt d'échapper à un régime juridique imposant d'emblée le secret commercial ou militaire, et empêchant de ce fait toute mutualisation.
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http://cordis.europa.eu/ictresults/index.cfm/section/news/tpl/article/
BrowsingType/Features/ID/89704

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