Travailler avec les robots

Nous n’étions pas repassés par innorobo, le salon de la robotique, depuis la première édition en 2011 – voir notre dossier ainsi que le recueil Des robots et des hommes. La 5e édition d’Innorobo, qui se tenait à Lyon début juillet était donc l’occasion de faire le point, de prendre le pouls comme pour mesurer ce qui a changé en l’espace de quelques années dans le domaine de la robotique.

Si les travées du salon étaient plus pleines qu’il y a 5 ans, les robots présents étaient aussi différents. Plus professionnels assurément. Les robots qui la dernière fois évoluaient surtout dans des espaces distincts, beaucoup sur scène, sont désormais plus souvent auprès des visiteurs, dans les travées du salon. Certains circulent lentement au milieu de la foule, un peu hagards. Ils avancent. Doucement, mais décidés. Roulent entre nos pas. Hésitants, mais autonomes… Et nous font ressentir l’espace d’un instant un monde où des entités mécaniques circuleront à nos côtés, tentant d’accomplir leurs tâches en nous évitant – il faudra certainement un certain temps avant que nous cessions, blasés, de nous mettre devant eux à nous amuser à les en empêcher.

Les robots ne sont plus sur scène pour faire des démonstrations parfaitement réglées et synchronisées par des équipes d’ingénieurs qui s’activent dans les coulisses. Ils roulent plus qu’ils ne marchent. La plupart ont perdu leurs bras et beaucoup ont des tablettes en guise de visage. Seuls les bras des robots industriels, enfermés dans leurs cages de verre comme pour nous protéger de leur bruyante dextérité surhumaine, semblent encore une menace. Mais certains, comme Baxter, ou son concurrent japonais Nexstage, commencent à s’affranchir de leur cage. Les robots ressemblent plus à des robots qu’à des hommes : dans l’ensemble ils semblent moins humains, mais plus sociaux, à l’image de Buddy. Même le niveau sonore des moteurs qui les équipe semble s’être apaisé. Les voix humaines couvrent désormais les moteurs et les rotors. Les professionnels semblent plus nombreux que les chercheurs. La réalité du marché devient chaque jour plus réelle. Même si pour le visiteur circuler dans ces travées donne encore plus l’impression d’être dans une étrange usine que dans le monde réel… La coexistence tant annoncée, la cobotique, s’entrouvre un instant. Elle ne sera peut-être pas aussi radicale que nous l’annonçait la SF, mais elle semble devenir un peu plus plausible qu’elle ne l’était il y a quelques années.

Mobilité robotisée à la demande

Sur la scène de la conférence scientifique d’Innorobo, Marcelo Ang, de l’université de Singapour, vient nous parler des véhicules autonomes développés dans le cadre du programme Future Urban Mobility en partenariat avec l’Institut de technologie du Massachusetts (MIT). Les voitures qu’il évoque ne sont pas des bolides augmentés de radars et capteurs pour filer droit sur des autoroutes. Pour Marcelo Ang et ses équipes, les voitures qu’il présente ressemblent plutôt à des voitures pour golfeurs, des buggies, augmentées de radar Lidar qui se déplacent certes seules, mais assez lentement (10 km/h) – voir la chaîne vidéo de son laboratoire. Ces véhicules autonomes électriques améliorent la sécurité, la productivité, l’accessibilité, et la durabilité. Ils dessinent un avenir de mobilité à la demande s’insérant dans nos réseaux de transports existants, sans avoir besoin de créer des environnements conçus pour eux. Ils viennent résoudre le problème majeur de l’intermodalité : celui du premier et du dernier kilomètre permettant aux gens de rejoindre les modes de transports publics ou personnels existants. En complément de ceux-ci, il suffirait de 300 000 véhicules autonomes accessibles à la demande pour remplacer le million de voitures qui circulent pour transporter quotidiennement les 5 millions d’habitants de Singapour, estime le chercheur…

Tout l’enjeu est bien sûr, comme toujours dans la voiture autonome, de détecter l’environnement et même de le prévoir. Les voitures doivent voir les piétons, le plus loin possible, pour mieux comprendre ce qu’ils font. Elles doivent apprendre à tirer partie des informations disponibles dans leur environnement proche, utilisant des caméras existantes pour s’y connecter, l’information provenant d’autres véhicules… A Jurong, un quartier de Singapour, une application est disponible pour permettre aux gens de commander un véhicule autonome. Singapour a créé un comité de test pour les véhicules autonomes, via le programme commun avec le MIT, Smart, sur le site de l’université et au jardin Chinois de la ville.


Vidéo : l’un des buggy de Marcela Ang déposant un passager et allant se garer avant de le reprendre.

Le déploiement est encore limité à des environnements peu peuplés. Les véhicules proposent une solution de transport douce et lente. Contrairement aux recherches sur les véhicules autonomes des grands constructeurs automobiles ou des acteurs du numérique, les buggies du professeur Ang ne cherchent pas seulement à donner de l’autonomie aux véhicules, mais surtout à réinventer notre rapport à ceux-ci et créer une ville moins agressive, moins stressante… Plus à la recherche d’un art de vivre que d’une performance. Ce n’est pas pour autant que la proposition faite n’est pas réaliste. C’est juste une proposition alternative à celle que nous proposent les chantres de la voiture autonome. Celle d’une mobilité robotisée à la demande plus que celle de la voiture autonome (voir : « Voiture autonome : il ne reste plus qu’à améliorer le facteur humain ! »). Cette vision de la voiture dans la ville semble bien plus conviviale que l’autonomie d’hyperpuissance que le monde automobile à l’habitude de nous vendre. Marcelo Ang nous rappelle qu’il y a plusieurs manières de réaliser notre avenir : qu’il n’y a pas qu’un progrès, mais qu’il y en a plusieurs, comme autant de choix de société dans lesquels nous voudrions vivre.

Travailler avec les robots

Il y a deux types d’usines dans le monde. Celles où l’on ne trouve que des robots et celles où l’on ne trouve que des hommes, explique d’une manière volontairement caricaturale Rodney Brooks, le fondateur de Rethink Robotics. Les robots industriels ne sont pas conçus pour coexister avec l’homme. Dans les usines, on protège les hommes des robots par des cages de sécurité, sans savoir très bien qui on protège de l’autre. Les robots industriels sont souvent très complexes à utiliser explique-t-il en montrant une commande de l’un d’entre eux qui ferait passer une télécommande de télévision pour un smartphone. Peut-on faire des robots plus simples, plus accessibles comme l’iPhone a rendu accessible le smartphone ? Comment faire travailler ensemble les hommes et les robots, les uns avec les autres ?

Brooks a déjà la solution. Elle se nomme Baxter, du nom du robot qu’a présenté sa jeune société il y 4 ans déjà (voir : « Où va l’économie numérique ? (2/3) : robotisation ou monopolisation ? »). Pour lui, Baxter représente une nouvelle catégorie de robots : plus intelligents, moins chers, capables de faire plus de tâches manuelles, capables de s’adapter facilement à la diversité du travail, accessible à toute entreprise, même aux PME. Pour l’industriel, investir dans un de ses robots doit pouvoir générer un retour sur investissement très rapide, en moins d’un an (Baxter coûte 25 000 euros). Faire de manière que les robots puissent travailler avec les opérateurs permet de réduire les coûts. Pour cela, à l’image de Baxter, il faut s’appuyer sur l’open source bien sûr, notamment pour créer des systèmes permettant de développer le mouvement et la manipulation tout en étant capable de comprendre le sens, la force et le positionnement. Brooks égraine une série de vidéos des capacités de Baxter… Ses actionneurs élastiques permettant, en manipulant ses bras, de faire comprendre au robot la force qu’il doit appliquer à son geste et le geste qu’il doit accomplir, lui permet d’apprendre à placer ce qu’on lui demande comme il faut, à la fois par la détection vidéo et par l’exemple. Il doit comprendre la force qu’il doit appliquer à la tâche qu’il doit réaliser.

Baxter n’est pas très précis reconnaît Brooks, ni très rapide, ni très fort. Mais il possède une différence essentielle avec les autres robots industriels : il sait éviter l’homme. Il connaît la force qu’il applique. Il sait aussi se situer, reconnaître un environnement qui bouge et s’adapter par exemple si on bouge la table où se trouve ce qu’il doit manipuler…

Mais les ambitions de Brooks ne se limitent pas au monde du travail. Il évoque le vieillissement de la population à venir. Et les robots ont un rôle à jouer pour nous aider à rester mobiles, dignes et à garder le contrôle de nos vies en vieillissant. Le problème pour introduire des robots dans nos maisons est triple, estime le chercheur. Il faut résoudre le problème de la mobilité… Si beaucoup savent se déplacer, nos maisons ne sont pas conçues pour des non-humains. Comment apprendre aux robots à monter des milliers d’escaliers différents ? Il faut également résoudre le problème du désordre : ce qui nécessite à la fois de le percevoir et de le comprendre. Enfin, il faut trouver des solutions pour permettre des manipulations complexes. Et résoudre ces trois défis concomitamment est encore plus difficile.

Pour Brooks, l’horizon n’est pas fini. S’il se félicite que Baxter soit devenu une plateforme de recherche où de plus en plus d’utilisateurs partagent des améliorations. Et ces améliorations sont essentielles, car tout doit être amélioré : mécanismes, matériels, algorithmes, capacités de préhension… Avec Baxter, les robots vont pouvoir se rapprocher des gens, conclut-il en montrant une vidéo d’enfants manipulant Baxter. Ils vont quitter leurs cages de sécurité et nous permettre de ne plus en avoir peur. Nous allons apprendre à les toucher pour leur faire comprendre ce qu’il doivent faire, ce que l’on attend d’eux. Et c’est assurément la meilleure manière de nous rapprocher d’eux.

Fabien Bardinet, directeur général de Baylo, semble tout aussi pragmatique que Brooks. Baylo conçoit des solutions de manutention robotisées pour l’industrie et la logistique en transformant des chariots Fenwick en robots autonomes (vidéo promotionnelle). Trop souvent les robots industriels sont dédiés à une tâche précise, sans grande flexibilité et peinent à suivre l’évolution de leurs environnements alors que la plupart des usines évoluent sans cesse. Dans la logistique, on ne compterait que 2000 chariots robotisés en Europe. Or, la plupart des travaux de manutention sont simples à automatiser. L’enjeu n’est pas seulement d’économiser sur le coût des hommes, qu’améliorer la qualité, la rapidité et diminuer les accidents. Mais dans les centres de logistique, les robots doivent apprendre à coopérer avec les humains. Ils doivent aussi être plus accessibles et faciliter leur maintenance. Enfin, ils doivent fonctionner en permanence. C’est pourquoi Balyo a décidé de transformer des véhicules standard en les équipant du matériel nécessaire : caméras, navigation laser Lidar… Le but : ne pas ajouter de la complexité à des infrastructures déjà complexes. Avec des solutions de guidage autonome, les robots savent apprendre de leur environnement pour se repérer. Baylo propose une approche inverse des solutions logistiques de Kiva (vidéo) : où les machines s’adaptent aux humains plutôt que le contraire. D’où l’idée de proposer un kit d’automatisation pour convertir des véhicules standards en robots (qui peuvent aussi redevenir manuels, si besoin). Le retour sur investissement se veut rapide. La maintenance aussi.

L’enjeu n’est pas de robotiser l’ensemble des centres de logistique, explique encore Frédéric Bardinet, mais de développer la collaboration : des robots peuvent être programmés pour faire les tâches les plus simples et des opérateurs humains faire les transbordements les plus difficiles. La coopération et la complémentarité semblent, dans l’industrie aussi, devenir une nouvelle clef de lecture de l’avenir de la robotique.

Des robots dans les villes aux villes robotisées

Le tri des déchets s’est mécanisé, mais pas encore beaucoup robotisé, explique le finlandais Tuomas Lukka de ZenRobotics. On sait extraire le métal de déchets via des aimants, les matériaux légers de piscines qui laissent surnager ceux-ci, tamiser certains déchets pour les séparer d’autres… La robotique pourrait-elle transformer les usines de tri de déchets, nous aider à passer à des stations automatisées plus petites et plus réparties sur le territoire ? C’est le pari que propose la société finlandaise ZenRobotics avec une station de traitement des déchets de construction robotisée, permettant un recyclage 24/7 complètement automatisé. La vidéo de démonstration est plutôt intéressante. Les robots séparent le bois, de la ferraille, du plastique de la pierre via un programme de reconnaissance des matériaux permettant de piloter la station d’un simple écran.

La difficulté bien sûr est que les déchets sont imprévisibles. Ils peuvent être très lourds, ce qui nécessite des pinces fortes et solides. Les logiciels de reconnaissance des matériaux doivent être capables de reconnaître des choses très différentes, sales, morcelées. ZenRobotics a déjà 2 stations qui fonctionnent : une en Finlande et une autre aux Pays-Bas. La Suisse vient d’en acheter une. Les déchets triés sont mieux valorisés ou recyclés. Les usines produisent des données permettant d’affiner leur production. Tuomas Lukka estime que la robotisation peut s’intéresser à d’autres types de déchets que les seuls déchets de construction. Reste à savoir si la station de tri de déchets robotisée préfigure la synthèse qui reliera l’usine intelligente à la ville intelligente ?
Blake Mc Eldowney est à la tête d’un cabinet de design barcelonais, Zinc, qui s’intéresse à la manière dont les gens interagissent avec la technologie. Ils ont notamment imaginé Bloom, un prototype pour aider les femmes à surveiller leur grossesse…

Pour la ville de Barcelone, le cabinet Zinc a imaginé un nouveau système d’information urbain : l’unité d’information mobile, qui propose des informations pour les citadins et pour les touristes. Ces panneaux d’affichage robotisés roulants peuvent être mobilisés pour dispenser de l’information, pour faire de la signalisation d’urgence ou ponctuelle.

Les robots et les données vont transformer nos villes assure Michele d’Alessio du Laboratoire des villes sensibles du MIT. La ville intelligente, c’est avant tout des gens intelligents, assure l’étudiant du MIT. Pour prendre de bonnes décisions pour aménager nos villes, nous aurons besoin de données pertinentes. Tel était l’enjeu du programme Live Singapore (vidéo), consistant a collecter des données en temps réel sur la ville de Singapour. Mais il faut aussi comprendre ce que le développement de la robotisation et de l’automatisation va transformer dans nos villes. D’Alessio présente une étude sur Boston (DriveWave, vidéo) qui a cherché à mesurer le temps perdu et la pollution générée par les feux de circulation, montrant qu’avec des véhicules autonomes nos intersections n’auront plus besoin de feux de circulation et qu’elles permettront d’être plus écologiques et d’assurer un trafic routier bien plus fluide… – la modélisation semble avoir un peu oublié la question des piétons, des vélos et transports publics qui eux auront un peu plus de mal à s’imposer dans ce flot ininterrompu de voitures.

Le Senseable City Labs a conduit bien d’autres expérimentations ces dernières années… Michele d’Alessio fait se succéder les superbes vidéos du laboratoire. Il revient sur la roue de Copenhague, développée par un spin-off du laboratoire, une roue qui accumule de l’énergie quand vous pédalez pour la restituer quand vous en avez besoin (vidéo). Sur une expérimentation de mesure du stress du conducteur (le road frustration index, vidéo). Il évoque même Skycall, la navigation à l’intérieur des bâtiments via un drone chargé d’accueillir des visiteurs pour les emmener là où ils doivent se rendre (vidéo). Ou encore le robot à cocktail MakrShakr (vidéo) présenté lors du dernier Google I/O, une sorte de pianocktail… sans la poésie de la musique. Ou encore le programme Trains de données (vidéo), qui montre la carte isochronique des relations de ville à ville par train en France.

Etudier le monde physique avec les données permet de mieux le comprendre pour mieux le façonner, estime l’étudiant du MIT, qui montre comment on pourra demain concevoir des villes idéales en prenant en compte les données géologiques, hydrométriques, pour imaginer des villes efficientes, neutres énergiquement comme hydrologiquement, à l’image du projet de construction d’une ville dans le désert d’Arabie Saoudite (vidéo) imaginée par le cabinet d’urbanisme de Carlo Ratti, le patron du Senseable City Lab du MIT. Les données et la modélisation permettent désormais d’optimiser l’ensemble de la conception urbaine pour faire une ville vraiment idéale, une ville responsive en temps réel, c’est-à-dire capable de s’adapter à un maximum de contraintes.

L’imaginaire de la ville optimale, parfaite, idéale, n’est visiblement toujours pas mort avec ses échecs successifs. La robotisation permet juste d’en renouveler l’imaginaire. Qu’importe s’il nous projette dans les mêmes écueils.

Hubert Guillaud

Retour sur Innorobo 2015 :

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