Les bases de la robotique expliquées par Rachid Alami

Mon enquête m’a bien entendu amenée à essayer de comprendre ce qu’était un robot : comment fonctionne-t-il ? comment capte-t-il des informations ? comment est-il programmé ? Voici quelques unes des questions que je me suis posées et auxquelles j’ai pu répondre en me rendant au Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS), le temple toulousain de la recherche sur les robots.

J’ai rencontré en particulier Rachid Alami. Ce chercheur en robotique s’intéresse aux aspects décisionnels du robot. Son défi : « travailler sur ce robot compagnon du futur, capable de réagir et d’interagir avec l’Homme de manière efficace, pertinente et acceptable. »

  • Vidéo de présentation

 

  • Intégralité de la conversation en audio

 

  • Retranscription écrite de l’interview

H.D. : Bonjour ! En quoi consiste votre travail ?

R.A. : Je suis chercheur en robotique et mes recherches portent essentiellement sur les aspects décisionnels du robot : comment le robot va prendre une décision pour effectuer une tâche. Je m’intéresse en particulier à la prise de décision pour rendre service à l’Homme, mes travaux sont donc ancrés dans l’interaction humains-robots.

H.D : Pourrions-nous commencer par quelques généralités sur les robots ?

R.A. : Pour faire simple, on distingue trois aspects chez le robot. Il faut d’abord réfléchir à la forme à donner au robot par rapport à sa fonction : c’est le design, la conception, la mécanique. Dans un deuxième temps intervient la perception qui s’effectue grâce aux capteurs. Leur rôle est de chercher ou de mesurer des informations sur l’environnement à l’aide de lasers, d’ultrasons, de caméras mais aussi de capteurs tactiles. Et enfin, la dernière partie consiste à élaborer des programmes qui représentent de manière grossière l’intelligence du robot.

H.D. : Quels sont les différents types de programmes qui existent ?

R.A. : Les programmes de commande font en sorte qu’on puisse entrer un ordre que le robot respectera comme : maintenir une vitesse, accélérer… Les programmes en lien avec la perception permettent l’interprétation des données perçues par les capteurs. Enfin, les programmes de décision consistent à utiliser ce qui est perçu pour prendre une décision. Cette décision peut être basée sur un raisonnement de planification : le robot se donne un objectif, puis utilise les ressources à sa disposition pour le réaliser ; ou sur l’apprentissage : le robot s’appuie sur des situations qu’il a déjà vécues pour effectuer une tâche, résoudre un problème

H.D. : Quelle est la différence entre robot et intelligence artificielle?

R.A. : L’intelligence artificielle est un vaste domaine qui peut être étudié à différents niveaux. Faire en sorte que le robot soit “intelligent” est un défi pour l’intelligence artificielle. Par exemple, les robots qui peignent les voitures sont programmés pour le faire, ils sont donc incapables de peindre une voiture qu’ils ne reconnaissent pas. Par contre, si un robot se trouvait devant une voiture inconnue et s’avérait capable de la peindre, on pourrait alors le considérer comme intelligent. Ainsi, l’intelligence du robot vient de la variabilité des tâches qu’il effectue, de sa capacité à raisonner, à comprendre l’environnement et à s’adapter à celui-ci, et de la connaissance qu’il a de ses propres capacités.

H.D : Vous réalisez donc des programmes ?

R.A. : Notre équipe s’occupe de créer des programmes qui vont rendre le robot adaptable, qui vont donc générer un nouveau programme pour chaque situation. En fait, nous donnons au robot la capacité de s’auto-programmer ! C’est donc une programmation souple, qui va conduire le robot à faire des choix. Il faut aussi que le robot se projette dans le futur, qu’il soit à même de concevoir un plan qu’il pourra appliquer. Bien sûr, tout ceci n’est pour l’instant que théorique. Les robots d’aujourd’hui sont encore loin de faire tout ce dont nous avons parlé, mais donner au robot une autonomie de décision est l’un de nos principaux objectifs.

Il existe des robots dits “pro-actifs” qui vont décider tous seuls de réaliser une tâche, appelée méta-tâche. Ils sont programmés pour réaliser cette tâche : par exemple, on peut les programmer pour maintenir une chambre rangée, et ils décident seuls de la façon de ranger, des choses à ranger, de quand ranger, etc…

H.D. : Mais, comment le robot sait-il ce qu’il doit considérer comme rangé ou dérangé ?

R.A. : Le programmeur fournit au robot une sorte de “base de données” dans laquelle celui-ci trouve les états acceptables, les actions interdites, les actions conseillées et déconseillées qui vont lui permettre, non seulement de réaliser sa tâche, mais de la faire au mieux, en fonction des conditions, de l’environnement. C’est ce qu’on appelle l’optimalité. Toutes ces fonctions font partie des différentes fonctions de décision que l’on essaie aujourd’hui de donner au robot, pour à la fin atteindre une certaine autonomie décisionnelle. Il faudra bien sûr la limiter, pour éviter des problèmes éthiques.

H.D : Concrètement, comment un programme, une sorte de “texte”, peut-il déclencher des réactions dans le robot ?

R.A. : Un programme permet de traduire en langage informatique un ordre.

Par exemple, les programmes de calcul permettent d’effectuer une multiplication, comme 3 x 4. Le programme va agir ainsi :

  • entrée : il met 3 et 4 dans des cases
  • traitement : il les relie grâce à l’opérateur “x” (multiplier)
  • sortie : le résultat 12 s’affiche dans une autre case

Les liens correspondent à des câbles. Les opérateurs sont en quelque sorte les connaissances du robot. Les chiffres en entrée sont les données, qui varient à chaque fois.

Mais il est aussi possible d’implémenter des programmes de logique, basés sur des règles logiques. En caricaturant, un programme logique servant à attraper un stylo peut fonctionner ainsi :

  • Si le stylo est sur la table,
  • Si j’ai un bras pour l’attraper,
  • Si le stylo est accessible,
  • Alors, je lance l’opérateur “attraper”.

Merci à Rachid Alami pour ses explications pédagogiques, sa gentillesse et pour la visite guidée du LAAS qu’il m’a permis de faire… Grâce à cet entretien, j’en sais plus sur le fonctionnement général d’un robot.

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