Dans les films de science-fiction, les choses sont relativement simples : le Terminator - qui tente, au choix, de détruire ou de sauver l’humanité - est un robot humanoïde si parfait qu’il est, dans la plupart des cas, supérieur à l’homme. Mais dans quelle mesure les robots humanoïdes fonctionnent-ils aujourd’hui en dehors du grand écran ? C’est précisément à cette question qu’est consacrée une nouvelle étude dont Robert Riener, professeur de systèmes sensori-moteurs à l’ETH Zurich et père du Cybathlon , est le premier auteur et qui paraît aujourd’hui dans la revue spécialisée en robotique Frontiers in Robotics and AI .
Comparer des pommes avec des pommes
Le premier défi scientifique a été de développer des critères permettant une comparaison pertinente entre l’homme et la machine. Un robot industriel qui peint des carrosseries de voiture à la chaîne le fait plus rapidement, plus longtemps et avec plus de précision qu’un être humain. Il a été conçu spécialement pour cela, mais ne dispose pas non plus d’autres capacités.
Mais même au sein de ce type de robot, les chercheurs ont défini certains critères de sélection. "Pour un robot qui a par exemple des roulettes au lieu de jambes, il serait relativement facile de rouler plus vite que l’homme ne peut marcher - mais nous ne voulions pas comparer des pommes avec des poires", explique Riener. Et c’est ainsi que seuls les robots dotés de deux ou quatre jambes ont été retenus, afin qu’ils puissent également monter des escaliers. Ils doivent en outre avoir une stature fine pour pouvoir passer une porte et une certaine taille (au moins 50 cm) avec des bras et des mains (au moins extensibles) pour pouvoir saisir des objets sur une étagère ou dans un rayonnage. Pour qu’ils puissent collaborer avec les humains ou les assister, ils devraient également être silencieux et ne pas émettre de gaz d’échappement.
Les robots sont nettement meilleurs - en ce qui concerne les composants
Le premier résultat a même surpris le chercheur : si l’on compare les différents composants des machines et des hommes, comme les microphones avec les oreilles, les caméras avec les yeux ou les systèmes d’entraînement avec les muscles, c’est toujours le composant technique qui gagne en ce qui concerne les propriétés sensorimotrices essentielles. Ainsi, on utilise aujourd’hui des fibres de carbone qui sont plus dures que les os. Si l’on fait abstraction des autres caractéristiques de l’os humain - par exemple le fait qu’il puisse s’auto-guérir - la solution technique est nettement supérieure en termes de propriétés mécaniques. Le professeur de l’EPFZ formule ainsi le plus étonnant : "La question est de savoir pourquoi nous ne sommes pas encore en mesure d’assembler, à partir de ces composants de grande qualité, un robot qui fonctionne mieux que l’homme dans ses fonctions de mouvement et de perception".
Ce qui nous amène au deuxième résultat de cette étude approfondie : si l’on considère les activités que l’homme et la machine doivent effectuer, l’homme est généralement plus performant que le robot. Certes, les robots humanoïdes peuvent aussi marcher et courir. Mais si l’on met en relation la vitesse de marche ou de course avec la masse corporelle, le poids ou la consommation d’énergie, la plupart des robots ne peuvent plus rivaliser. Avec 6,1 mètres par seconde, le robot MIT-Cheetah (en français "guépard") court certes plus vite qu’un homme qui fait son jogging et fait ainsi honneur à son nom. Mais le robot à quatre pattes consomme beaucoup d’énergie (973 watts) et n’est utilisé que dans des conditions de laboratoire. En outre, l’homme dépasse nettement le robot en termes d’endurance et de durée de fonctionnement.
Karaté kid avec des articulations raides
Pour certaines fonctions, les robots profitent de leur précision. "Lorsqu’il s’agit par exemple de se tenir en équilibre sur une jambe, le robot peut sans problème rigidifier ses articulations, alors que chez l’homme, tout est un peu bancal - et demande nettement plus d’énergie. Le robot peut en outre reconnaître exactement l’angle de ses articulations et répéter des mouvements avec une grande précision - c’est assez impressionnant et rappelle un peu le karaté kid", explique Robert Riener.Pour une autre fonction de mouvement, la préhension d’objets, le bilan est mitigé : Les robots peuvent certes saisir des objets extrêmement rapidement, mais ils ne nous surpassent pas encore en ce qui concerne les nombreux mouvements de la main et les capacités de manipulation de nos doigts. Lorsqu’il s’agit d’effectuer différents mouvements comme nager, ramper ou sauter, les robots présentent une autre faiblesse : ils ne peuvent effectuer que certains mouvements de cette palette. La plupart des humains, en revanche, sont capables d’exécuter sans effort plusieurs de ces mouvements et de les combiner. La nouvelle étude cite le jeu de football comme exemple : dribbler, faire des têtes ou même comprendre la stratégie des autres joueurs, les machines en sont encore loin.
Les robots peuvent nous aider à l’avenir
Les robots humanoïdes sont-ils donc aujourd’hui plus un gadget ? "C’est incroyable les progrès que la robotique a faits ces dernières années. Nous aimerions avoir des robots près de nous pour qu’ils nous aident dans des tâches difficiles ou dangereuses. Cependant, nos environnements fabriqués par l’homme sont très complexes et il n’est donc pas si simple que les robots fonctionnent de manière autonome et sans erreur dans ces environnements. Mais je suis persuadé que nous parviendrons bientôt à construire des robots plus intelligents, capables de mieux interagir avec nous, les humains, grâce aux composants techniques performants dont nous disposons", explique Riener. Selon Riener, une prochaine étape importante serait d’entreprendre des efforts supplémentaires en matière de technique des systèmes et de régulation afin de mieux relier les composants performants existants.On peut alors imaginer une utilisation dans le domaine des soins, de la construction ou du ménage, c’est-à-dire partout où un soutien urgent est nécessaire pour soulager le personnel et aider par exemple les personnes à mobilité réduite.
