Apprendre des gestes aux robots par imitation

Au Lasa (Laboratoire d’algorithmes et systèmes d’apprentissage) de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), des chercheurs travaillent à apprendre à un robot à préparer une omelette. Derrière la boutade de geek, les travaux sont des plus sérieux. L’idée qui préside à ce projet consiste à donner aux robots les capacités d’apprendre par imitation. « Pas seulement de copier exactement le même geste, mais d’extraire automatiquement quels sont les éléments importants du mouvement en montrant plusieurs fois au robot comment effectuer la tâche en question. En bref, de comprendre quelle est l’intention de l’utilisateur derrière le geste », nous explique Sylvain Calinon, l’un des concepteurs du projet.

Le robot cuisinier de l

Un apprentissage qui permet au robot de reproduire ce qu’il a appris dans des situations qu’il n’a pas observées durant les démonstrations. Il peut ainsi adapter son geste pour faire face à des perturbations externes (par exemple en adaptant son mouvement lorsqu’un des objets est déplacé), comme le montre cette vidéo d’un robot humanoïde cuisinier à qui l’on apprend les gestes nécessaires à la préparation d’une omelette (couper le jambon, battre les oeufs…). Comme l’explique en détail la thèse de Sylvain Calinon, autour de la programmation de robot par démonstration, le système explore l’utilisation de principes d’apprentissage conviviaux pour apprendre de nouvelles tâches à un robot. La perspective adoptée suggère que le robot peut apprendre les caractéristiques essentielles d’une tâche en observant plusieurs démonstrations de celle-ci et en supposant que les éléments importants ne varient que faiblement au cours des différentes démonstrations. Le processus d’apprentissage se déroule de manière active par un processus d’apprentissage cinesthésique, c’est-à-dire relatif à la perception et à la sensation de son corps, qui consiste à saisir les bras du robot et à les mouvoir dans l’espace pour effectuer un geste donné pendant que le robot enregistre les mouvements et la position de chacun de ses membres les uns par rapport aux autres (on parle de proprioception).

« L’apprentissage par imitation peut nous paraître simple, car nous l’utilisons dès notre enfance et tous les jours pour apprendre de nouvelles choses. Par contre, l’utilisation de mécanismes similaires pour transférer de nouveaux savoirs à un robot reste un domaine de recherche important, notamment parce qu’il ouvre la porte à la possibilité, pour les utilisateurs lambda, de reprogrammer facilement un robot de manière intuitive et naturelle ».

Signalons enfin que le robot cuisinier fait parti du projet européen Cogniron qui travaille à développer des robots qui interagiront avec les humains dans leur vie quotidienne.

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