Le hacking, mal traduit par « piratage », correspond le plus souvent à la modification et à l’amélioration d’un programme ou d’un système informatisé. Cette activité, élevée par certains au rang d’art, porte en général sur les ordinateurs ou les réseaux. Mais l’avènement de machines d’un nouveau genre – des robots à usage domestique – donne naissance à une nouvelle forme de hacking, et même à une nouvelle génération de roboticiens-hackers. Leur passion : transformer des robots du commerce pour en faire des machines disposant de fonctionnalités multiples et avancées.

Tuning d’aspirateur

Comme le confirmait récemment le Conseil économique des Nations Unies pour l’Europe, le marché de la robotique personnelle est en plein essor. Il porte principalement sur deux types de machines : des engins utilitaires (aspirateurs et tondeuses à gazon autonomes) et des machines de divertissement (jouets ou animaux de compagnie robotisés). Les trois fleurons de cette industrie naissante sont incontestablement les robots-chiens Aïbo de Sony, l’aspirateur autonome Roomba de iRobot, et le robot-jouet humanoïde Robosapien de Wow-Wee.

Dans les trois cas, les machines dont il s’agit, bien que différentes d’aspect et en termes de fonctionnalités, comportent les mêmes composants : des capteurs, des moteurs et des dispositifs d’interface (connecteurs avec ou sans fil, caméras, etc.). En somme, tous sont des ordinateurs, devenus mobiles et, parfois, autonomes, et tous se prêtent donc bien au hacking.

Le cas de Roomba est particulièrement édifiant. La machine, dont le constructeur annonçait en début d’année avoir dépassé le seuil du million d’exemplaires vendus, est en principe d’usage limité : on la pose au sol et l’aspirateur évolue seul, parcourant l’ensemble de la pièce, en évitant les obstacles, puis en retournant sur sa base une fois le nettoyage terminé. Intuitivement, on pourrait donc penser que le nombre de modifications susceptibles d’être apportées par son utilisateur à un aspirateur de sol est plutôt réduit. Mais l’imagination des passionnés semble sans limite. Au moins deux sites web chroniquent les exploits de roboticiens amateurs oeuvrant pour améliorer leurs aspirateurs, Roomba Review et Roomba Community. On y apprend que certains utilisateurs ont choisi d’ajouter à la machine un module Bluetooth, permettant de la piloter avec un assistant numérique ou un PC. D’autres ont ajouté sur l’aspirateur une webcam et décrivent avec précision – et moult images – les étapes nécessaires à cette « amélioration ». Un projet a d’ailleurs permis d’aller plus loin, pour transformer la machine en un robot de téléprésence, entièrement piloté à distance via l’internet. « Le robot, situé physiquement à Phoenix, Arizona, est contrôlé à distance en utilisant la vidéo et un clavier d’ordinateur pour la navigation. Le flux vidéo provenant du robot est transmis sur l’internet en utilisant Microsoft Messenger, et les commandes du clavier pour le faire tourner à droite, à gauche ou le faire avancer, sont transmises à l’aide d’un logiciel propriétaire que nous mettons à la disposition des utilisateurs. Cela fonctionne très bien, et nous avons réussi à piloter le robot depuis le Brésil, à 9500 km de l’endroit où se trouve le robot ! », expliquent les responsables du projet.

L’aspirateur Roomba devenu robot de téléprésence

Les modifications apportées au Aïbo sont plus rares (peut-être en raison du fait que le robot est beaucoup cher à l’achat – de l’ordre de 2000 euros). On trouve néanmoins des initiatives pour implanter sur un robot des pièces provenant d’autres modèles, tandis que plusieurs composants logiciels permettent de modifier le comportement d’origine du robot-chien. « On constate une nette évolution depuis la version sortie en novembre 2004, dotée de fonctions wifi plus importantes, et le public s’est élargi du côté des geeks [passionnés d’informatique, NDLR]. Beaucoup d’entre eux personnalisent leur Aïbo, et quelques uns s’intéressent à sa programmation », note Jérôme Damelincourt, gérant de Robopolis, première boutique spécialisée dans les robots en Europe.

Les principaux hacks de Aïbo portent sur le logiciel et le comportement du robot. Mais quelques utilisateurs équipent leur robot-chien de fourrure, ou échangent des parties de robots (AiboHack)

Mais pour l’heure, ce sont probablement les premiers robots humanoïdes disponibles sur le marché qui semblent attirer les hackers. Robosapien, l’un des best-sellers du genre depuis son introduction sur le marché il y a moins d’un an, est en principe un jouet. Commercialisé à 100$ et destiné au divertissement, le robot n’est pas autonome mais se pilote avec une télécommande. Il peut ainsi effectuer, à la demande de son propriétaire, une multitude de mouvements : marcher, danser, saisir des objets ou encore pousser des grognements. La machine ne dispose d’aucune fonctionnalité lui permettant de prétendre disposer d’une quelconque « intelligence artificielle », mais son aspect sympathique et surtout son étonnante stabilité, perceptible lors de ses déplacements bipèdes ou dans ses larges mouvements de bras, en font un must pour les passionnés qui rêvent de longue date de posséder un robot humanoïde. Mais certains ont décidé de passer outre les limitations imposées par le constructeur, pour personnaliser leur robot avec audace et détermination.

Le Robosapien en version originale et dans sa version améliorée, pilotée par un PDA et sans bras (Université de Fribourg)

Par exemple, un utilisateur s’est évertué à doter le robot de deux lampes torches, insérées dans la coque en plastique. Peu satisfait du résultat, puisqu’il fallait encore opérer les lampes à la main, il a ensuite cherché à sophistiquer le dispositif. Ne parvenant pas à relier les lampes à la carte mère du robot, il a opté pour une solution plus simple, qui consiste à greffer un interrupteur au niveau des épaules du Robosapien, qui allume ou éteint lui-même les torches lorsqu’il lève les bras. En France, un autre passionné, Olivier Lanvin, a décidé de se passer de la télécommande infrarouge livrée de façon standard avec le robot, au profit d’une communication par ondes hertziennes. Expliquant en détail les caractéristiques de la solution retenue, le roboticien amateur – en réalité chirurgien-dentiste – souligne que « cette modification ne nécessite pas l’ouverture du Robosapien, ni celle de sa télécommande. Il s’agit seulement de ‘modules’ qui viennent s’emboiter d’une part sur la tête du robot, d’autre part sur l’extrémité de la télécommande d’origine », avec comme conséquence positive « de pouvoir utiliser deux Robosapiens simultanément », sans être gêné par les interférences des télécommandes d’origine. Plus tard, une deuxième modification sera apportée au robot par le même amateur : l’adjonction d’un capteur télémétrique permettant au robot d’éviter les obstacles « sans entrer en contact avec eux ».

D’autres hacks : Robosapien piloté par ondes hertziennes (Olivier Landon ; le casque noir sert à limiter les interférences) et robot « éclaireur »

Là aussi, cette activité est suffisamment populaire pour que plusieurs sites se consacrent uniquement « au hacking et aux modifications du Robosapien », à l’instar de Robosapien.tk, qui comporte de multiples conseils, explications, exemples, logiciels ou vidéos… Mieux, en octobre dernier le magazine Servo, dédié à la robotique amateur, lançait un concours intitulé « Hack-a-Sapien« , destiné à récompenser les modifications les plus « porteuses de sens » apportées à un Robosapien standard. Le gagnant, Jamie Samans, affirme être « débutant en matière d’électronique ». On a peine à le croire en consultant la liste des étapes nécessaires à la transformation du jouet en une mini chaîne hi-fi mobile, capable de jouer un fichier MP3 envoyé sans fil à partir d’un PC, et dotée d’une caméra. La modification, qui nécessite le démontage complet du robot, fait appel à ce qui reste d’un casque audio sans fil lui aussi démonté, à un amplificateur, à des enceintes de walkman, à des batteries supplémentaires, et à une bonne dose d’ingéniosité (sans compter le temps nécessaire, la modification initiale ayant été intégralement refaite par la suite avec d’autres composants). Le résultat est « fantastique », commente Jamie Samans.

Le concours organisé par Servo et la création de Jamie Samans : un Robosapien « MP3 Box »

Le sens du hacking

Si l’on peut saluer la prouesse technique que constituent ces machines « augmentées », on peut aussi se poser la question de savoir ce qui motive leurs utilisateurs à consacrer de nombreuses heures – ou semaines – à en modifier les fonctionnalités. Plusieurs explications peuvent être entrevues.

La première se résume probablement à l’essence même du hacking, une tâche « noble » qui se résume ici à chercher à comprendre comment les choses fonctionnent, puis à les améliorer. En parcourant les forums ou les blogs de ces amateurs passionnés, on est frappé de l’enthousiasme, résultant de modifications « géniales », « cool », voire « superbes ». Et l’on a bien l’impression que seul « l’amour de l’art », qui consiste à parvenir à une forme d’exploit, si possible inédit au sein de la communauté qui s’est spontanément mise en place autour d’une machine donnée, suffit à justifier le labeur nécessaire. Cette communauté a d’ailleurs ses stars. Phillip Torrone, journaliste et blogueur, est l’une d’entre elles. Dans la presse, sur des blogs de gadgets très populaires ou sur le sien, il décrit avec passion les modifications qu’il apporte aux produits du commerce : un baladeur iPod tranfsormé en télécommande, une console Gameboy devenue robot mobile ou un aspirateur Roomba piloté par un PDA, destiné à prendre des photos et à les publier sur un blog. Deux robots-chiens Aïbo sont également dévolus à la même tâche, et participent à l’alimentation de ce « roblog« , un blog entièrement composé d’images prises par des robots et des machines « transformées ».

Deux hacks réalisés par Phillip Torrone : un Roomba équipé d’un écran et d’une webcam et une Gameboy transformée en robot mobile (Images P. Torrone)

Le caractère limité des robots actuellement disponibles favorise sans doute les « améliorations ». Comme le soulignait dans une interview Mark Tilden, concepteur du Robosapien, « au bout d’un an, qui est la durée de vie prévisible en terme d’amusement, beaucoup d’utilisateurs vont se demander a/ comment le robot fonctionne et b/ comment on peut l’améliorer ». « Et c’est alors que l’évolution commencera », plaisantait le roboticien.

Mais la seule beauté technique n’explique pas tout. Les robots du commerce, bien que d’usage limité, n’en sont pas moins des machines sophistiquées, dont l’utilisation, en lieu et place de plates-formes robotiques beaucoup plus pointues destinées à la recherche, est particulièrement économique. Ainsi, à l’Institut de Science Informatique de Fribourg en Allemagne, Robosapien est utilisé comme une plate-forme humanoïde bon marché. Le robot a été fortement modifié, notamment en remplaçant sa tête par un assistant numérique, et en lui ajoutant une caméra. En somme, on a augmenté l’intelligence du robot, devenu autonome, contrairement à sa version de base. Cette nouvelle version, surnommée « Nimbro RS« , sert désormais de base à des expérimentations et des travaux de recherche en robotique humanoïde. Un logiciel d’intelligence artificielle permettant au robot de jouer au football est en cours de développement, et le Robosapien amélioré participera à des compétitions robotiques inter-universitaires.

Robosapien, devenu joueur de football (Université de Fribourg)

On peut d’ailleurs aller bien plus loin dans la voie des robots modifiés. A l’Université de Yale, le projet « Feral Robotic Dogs » entend établir une passerelle entre sciences robotiques, recherche artistique et activisme, en s’appuyant sur des robots-jouets du commerce. Ces « chiens sauvages robotisés » sont donc, à la base, de simples jouets (notamment « MegaByte », commercialisé, comme Robosapien, par Wow-Wee), auxquels des modifications substantielles mais peu coûteuses ont été apportées. « Les robots-chiens disponibles sur le marché constituent un vivier de moteurs, actionneurs et capteurs, qui est le meilleur marché possible. L’adaptation d’un robot-chien coûte de 15 à 200$ », expliquent les responsables du projet. Et ce dernier est ambitieux. Il vise d’abord à proposer « une plate-forme robotique matérielle prête à l’emploi, peu chère et largement distribuée », mais aussi à « utiliser cette plate-forme pour créer un réseau communautaire s’intéressant au détournement des chiens robotiques de leur usage initial de divertissement, pour en faire des instruments activistes destinés à explorer – et à contester – les conditions de vie locales ». Ainsi, les robots sont dotés de capteurs destinés à « flairer » la présence de composants toxiques. Ils sont également capable de communiquer entre eux, et de se regrouper si l’un d’entre eux détecte un signal particulièrement fort. « Cette fonctionnalité vise à fournir une information facilement interprétable par les spectateurs », explique Natalie Jeremijenko, coordinatrice du projet. « Les chemins parcourus par les chiens constituent une imagerie immédiate, suscitant la discussion et l’interprétation de conditions environnementales qui seraient imperceptibles sinon (qu’il s’agisse de radioactivité, de qualité de l’air ou de centrales électriques). Parce que les chiens emplissent l’espace selon une logique qui simule un comportement familial, en donnant l’impression qu’ils ont senti quelque chose d’anormal, les participants peuvent regarder et comprendre sans avoir besoin de compétences techniques », ajoute-t-elle. Depuis plus de deux ans, des « robots sauvages », équipés de capteurs et de caméras, ont ainsi été déployés sur une bonne dizaine de sites naturels ou industriels (voir également le blog de Natalie Jeremijenko, et quelques vidéos de robots en action).

Quelques exemples de « Feral Robotic Dogs » : à gauche les versions d’origine (MegaByte), à droite les versions améliorées, dotées de roues et de capteurs (Université de Yale)

Une démonstration de Feral Dogs, à Washington (Université de Yale)

Sans garantie

Reste à savoir ce que les constructeurs pensent de tout cela ceux qui sont en principe concernés au premier chef : les constructeurs. Il y a quelques années Sony avait exigé la fermeture d’un site web qui proposait un logiciel capable de transformer le comportement du robot Aïbo (pour lui permettre de danser, notamment), avant de faire volte-face et de livrer à la communauté les moyens de modifier les logiciels fournis. Une façon d’admettre le caractère inéluctable du hacking, pratiqué sur les robots.

Dans les forums, les utilisateurs s’interrogent sur la présence sur l’un des tous derniers modèles de Roomba, d’un port série, masqué par un petit panneau de plastique. Une aubaine, semble-t-il. Mais certains préviennent : « Selon iRobot, ce port n’est pas destiné à être utilisé par les consommateurs et le faire annule la garantie ». De même, Chris Waters, l’un des éditeurs du site Roomba Community, qui envisageait de modifier l’aspirateur en remplaçant – carrément – son microprocesseur, assure qu’après avoir parlé avec des ingénieurs de iRobot, ces derniers étaient « plutôt intrigués », voire « plutôt disposés à soutenir le projet », « s’il était clair que la garantie associée au produit d’origine ne s’appliquerait pas » (faute de temps, ce projet, baptisé « Zoomba » et dont le but était de permettre de programmer soi-même le robot ou de le commander à la voix, est suspendu).

Tout en se réfugiant derrière les garanties contractuelles proposées, les constructeurs ne semblent donc pas forcément voir d’un mauvais oeil les velléités de modification de leurs produits par leurs clients, velléités qui se traduisent du reste par le regroupement spontané des utilisateurs en communautés, souvent très actives sur le net. « Le succès des robots d’aujourd’hui est en partie dû à ces communautés. Certains constructeurs savent en tirer profit », constate Jérôme Damelincourt. On peut même imaginer que certains tenteront d’encourager le hacking.

Lorsqu’on lui demande s’il est favorable aux modifications apportées par d’autres au robot qu’il a conçu, Mark Tilden répond ainsi sans hésitation : « Bien sûr que oui » et ajoute : « C’est dans ce but que Robosapien a été conçu. Il est facile à hacker et contient beaucoup de place libre. Il suffit d’un simple tournevis pour le démonter entièrement et à l’intérieur tout est étiqueté, organisé avec des codes-couleurs et enfiché pour que ce soit pratique. Nous sommes donc en faveur de tout ajout ou modification par d’autres, et nous avons d’ailleurs fourni toutes les informations nécessaires sur beaucoup de sites web ». « Certains de nos clients ont acheté un Robosapien uniquement pour l’ouvrir et le modifier », confirme d’ailleurs Jérôme Damelincourt.

Au total, s’il est vraisemblable que le hacking de robots demeure une activité de passionnés, on peut néanmoins lui prédire un bel avenir. L’existence d’une véritable « culture du hack », la reconnaissance dont jouissent déjà les pionniers (et leurs sites web), et l’élargissement prévisible (et sans doute considérable) de la gamme des robots domestiques disponibles sur le marché sont autant de facteurs qui prédisposent au bricolage et aux transformations. En outre, on peut prédire que les machines vont se sophistiquer tout en devenant plus abordables. Ainsi, Wow-Wee annonçait récemment son futur produit-phare, Robosapien V2. Disponible en octobre prochain au prix de 200$, le robot humanoïde sera capable de mouvements autonomes (non pilotés par la télécommande), et pourra également voir, reconnaître les formes et les couleurs, s’asseoir et réagir aux bruits, porter des objets ou en jeter. Les roboticiens-hackers n’ont pas fini de s’amuser.