«C’est le robot que nous attendions tous – comme C3PO»: Pourquoi les humanoïdes ne sont-ils pas encore dans nos maisons? | Science

jeN 2013, US Robotics Company Boston Dynamics a révélé son nouveau robotAtlas. Dévoilé au DARPA Robotics Challenge, l’humanoïde de 6 pieds 2 pouces pourrait marcher sur un sol inégal, sauter des boîtes et même monter les escaliers. C’était comme une vision fréquemment représentée dans la fiction: un robot conçu pour fonctionner comme nous, capable de prendre toutes sortes de tâches quotidiennes. Cela ressemblait à l’aube de quelque chose. Les robots allaient faire toutes nos tâches ennuyeuses et ardues, et interviendront en tant que travailleurs des soins aux personnes âgées pour démarrer.

Depuis lors, nous avons vu des sauts en avant en intelligence artificielle (IA), de la vision par ordinateur à l’apprentissage automatique. La récente vague de modèles de langue importante et de systèmes d’IA génératifs ouvre de nouvelles opportunités pour l’interaction humaine-ordinateur. Mais en dehors des laboratoires de recherche, les robots physiques restent largement limités aux usines et aux entrepôts, effectuant des tâches très spécifiques, souvent derrière une cage de sécurité. Les robots domestiques sont limités aux aspirateurs et aux tondeuses à gazon – pas exactement Rosie le robot.

«Les organismes robotiques ne se sont pas développés considérablement depuis les années 1950», explique Jenny Read, directrice du programme de robotique de l’Advanced Research and Invention Agency (ARIA), l’organisme de recherche et de développement du gouvernement britannique, créé l’année dernière. « Je ne dis pas qu’il n’y a pas eu d’avancées, mais quand vous regardez ce qui s’est passé dans l’informatique et les logiciels, il est vraiment frappant de voir à quel point il y en a peu. »

Le développement d’un robot prend simplement plus de ressources, explique Nathan Lepora, professeur de robotique et d’IA à l’Université de Bristol. Une personne talentueuse avec un ordinateur peut écrire un algorithme, mais la construction d’un robot nécessite un accès à l’appareil physique. «C’est beaucoup plus lent, et c’est beaucoup plus difficile», dit-il. «C’est fondamentalement la raison pour laquelle la robotique est à la traîne de l’IA.»

Les laboratoires de recherche et les entreprises espèrent combler cet écart, avec une liste de nouveaux robots humanoïdes en développement et certains commencent à arriver sur le marché. Boston Dynamics a retiré son modèle d’atlas hydraulique d’origine en avril et a révélé une nouvelle version électrique qu’elle a l’intention de commercialiser au cours des prochaines années et commencera à tester dans les usines de Hyundai l’année prochaine. Agility Robotics, basée à l’Oregon, affirme que son robot à chiffres est le premier humanoïde à être réellement payé pour un emploi, Boîtes de déménagement dans une installation logistique. Elon Musk insiste sur le fait que le robot humanoïde de Tesla, connu sous le nom d’Optimus ou Tesla Bot, commencera Travailler dans ses usines de voiture l’année prochaine.

Mais il reste encore un long chemin à parcourir avant de voir des robots opérer en dehors des environnements étroitement contrôlés. Les progrès de l’IA ne peuvent nous emmener que jusqu’à présent avec le matériel actuel, indique Read – et pour de nombreuses tâches, les capacités physiques d’un robot sont essentielles. Les systèmes d’IA génératifs peuvent écrire de la poésie ou faire des images, mais ils ne peuvent pas faire les travaux sales et dangereux que nous voulons le plus automatiser. Pour ceux-ci, vous avez besoin de plus d’un cerveau dans une boîte.

UN La conception utile du robot commence souvent par les mains. «De nombreux cas d’utilisation pour les robots dépendent vraiment de la possibilité de gérer les choses avec précision et habilement sans endommager l’objet», explique Read. Les humains sont très bons dans ce domaine. Nous pouvons passer instinctivement entre soulever un haltère pour manipuler une coquille d’œufs, ou couper une carotte à la remuer d’une sauce. Nous avons également une excellente détection tactile, démontrée par notre capacité à lire le braille. En comparaison, les robots luttent. Lecture Programme Ariaqui est soutenu par 57 millions de livres sterling de financement, se concentre sur ce problème.

L’un des défis de la dextérité des robots est l’échelle, explique Rich Walker, directeur de Shadow Robot, basé à Londres. Dans le bureau de l’entreprise à Camden, il montre le Main dextéreuse de l’ombre. C’est la taille d’une main d’un homme, avec quatre doigts et un pouce, et des articulations qui imitent les phalanges. Mais alors que les chiffres semblent délicats, la main est attachée à un bras de robot beaucoup plus large qu’un avant-bras humain, un plein à craquer d’électronique, de câblage, d’actionneurs et tout le reste nécessaire pour faire fonctionner la main. «C’est un problème d’emballage», explique Walker.

Un avantage d’une main à l’échelle humaine est que c’est la bonne taille et la bonne forme pour gérer les outils humains. Walker donne l’exemple d’une pipette de laboratoire, qu’il a modifiée avec Sugru, un adhésif moulable, pour le rendre plus ergonomique. Vous pouvez fixer un outil de pipette directement à une main robot, mais il ne pourrait ensuite utiliser une pipette et non, par exemple, une paire de ciseaux ou un tournevis.

Mais une main complètement humaine n’est pas la meilleure pour chaque tâche. La main la plus récente de Shadow Robot, Dex-ee, semble plutôt étrangère. Il a trois chiffres, plus comme les pouces que les doigts, qui sont notablement plus grands qu’un humain et sont couverts dans des capteurs tactiles. L’entreprise l’a conçu en collaboration avec Google ProfondeurAlphabet’s IA Research Lab, qui voulait une main de robot qui pourrait apprendre à ramasser les choses en essayant à plusieurs reprises de le faire – une approche d’essai et d’erreur connue sous le nom d’apprentissage par renforcement. Mais ces défis posés: les mains du robot sont généralement conçues expressément pour ne pas s’écraser sur les choses et sont enclins à se casser s’ils le font. Murilo Martins, un ingénieur de recherche DeepMind, dit que lorsqu’il a dirigé des expériences avec la main dextéreuse d’origine, «toutes les demi-heures, je briserais un tendon».

Dex-ee priorise la robustesse: un spectacles vidéo Les trois chiffres s’ouvrirent et se ferment joyeusement tout en étant frappés par un maillet. Sa plus grande taille accueille des poulies plus grandes, qui mettent moins de contrainte sur les tendons de fil, ce qui signifie qu’il peut fonctionner de manière fiable pendant au moins 300 heures.

Malgré cela, dit Maria Bauza, un chercheur de DeepMind, le temps avec le robot est précieux. La semaine dernière, DeepMind a publié des recherches décrivant un Nouvelle méthode de formation qu’il appelle Demostart. Cela prend la même approche d’essai et d’erreur, mais commence par utiliser une main de robot simulée au lieu d’une vraie. Après avoir entraîné la main simulée pour effectuer des tâches telles que le resserrement d’un écrou et d’un boulon, les chercheurs ont transféré ce comportement appris à la main réelle dex-ee. «Les mains ont encore traversé des milliers et des milliers d’expériences», explique Bauza. «C’est juste que nous ne les faisons pas recommencer à zéro.»

Cela réduit le temps et le coût des expériences de course, ce qui facilite la formation de robots pouvant s’adapter à différentes tâches. Les compétences ne sont cependant pas toujours parfaitement transférées; Alors que la main du robot simulé de DeepMind a pu insérer une fiche dans une prise 99,6% du temps, la main réelle ne l’a géré que 64% du temps.

Le travail est un exemple de la façon dont les développements dans les corps d’IA et de robot vont de pair dans le robot. Ce n’est qu’à travers les interactions physiques que les robots peuvent vraiment comprendre leur environnement. Après tout, souligne Read, les grands modèles de langue derrière les générateurs de texte tels que Chatgpt ont été formés sur un énorme corpus de langage humain partagé sur Internet, « Mais où puis-je obtenir les données sur ce que ça fait de choisir une fraise ou de faire un sandwich? »

En tant qu’équipe de robotique DeepMind écrit: « Un grand modèle de langue pourrait vous dire comment resserrer un boulon ou attacher vos chaussures, mais même s’il était incarné dans un robot, il ne pourrait pas effectuer ces tâches elle-même. »

Martins va plus loin. Il pense que la robotique est essentielle pour réaliser l’intelligence générale artificielle (AGI), l’intelligence large et équivalente humaine dont rêvent les chercheurs d’IA. Il explique qu’une IA ne peut vraiment comprendre notre monde que si elle a une forme physique. « Pour moi, Agi n’existe pas sans incarnation, de la même manière que l’intelligence humaine n’existe pas sans que nous ayons notre propre corps », dit-il.

Les mains, bien qu’importantes, ne sont qu’une partie du corps. Alors que Shadow Robot et d’autres se concentrent sur les doigts, un nombre croissant d’entreprises et de laboratoires développent des humanoïdes complets.

L’attrait des humanoïdes peut être en partie psychologique. «C’est le robot que nous attendions tous – c’est comme C3PO», explique Walker. Mais il y a aussi une logique pour utiliser la forme humaine comme muse. «Nous avons conçu tous nos environnements autour des gens», explique Jonathan Hurst, co-fondateur et chef de robot d’Agility Robotics. «Ainsi, avoir un facteur de forme à peu près humain est un très bon moyen de pouvoir locomote et manipuler et coexister avec les gens.»

Mais un humanoïde n’est peut-être pas le meilleur design pour chaque emploi. Un robot à roues pourrait aller partout où un utilisateur en fauteuil roulant peut, et en ce qui concerne le terrain plus délicat, quatre jambes peuvent être meilleures que deux. Le spot de chien de Boston Dynamics peut Scamper à travers un sol rugueux ou des escaliers Et l’auto-droite s’il tombe – quelque chose avec les robots à deux pattes. «Ce n’est pas parce qu’un robot humanoïde prend une forme similaire à celle d’un humain qu’elle doit se déplacer de cette façon et être limitée par les limites de nos articulations», ajoute un porte-parole de Boston Dynamics, par e-mail.

Pour l’instant, les humanoïdes trouvent toujours leurs pieds. Des vidéos flashy et des designs élégants peuvent donner aux gens une idée irréaliste de leur capacité à être capable ou fiable, explique Lepora de l’Université de Bristol. Les clips de Boston Dynamics sont impressionnants, mais la société est également connue pour son bobines de bêtises montrer que son robot échoue. En janvier, musc partagé une vidéo d’Optimus pliant une chemise – mais les téléspectateurs aux yeux vifs ont repéré des signes révélateurs que le robot était téléopéré.

Un défi majeur pour faire sortir les robots des laboratoires et des environnements industriels et dans les maisons ou les espaces publics est la sécurité. En juin, l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) a lancé un groupe d’étude pour explorer des normes spécifiquement pour les robots humanoïdes. Aaron Prather, la chaise du groupe, explique qu’un humanoïde dans un espace partagé est une proposition différente d’un robot industriel enfermé en cage protecteur. «C’est une chose pour eux d’interagir avec un collègue dans un établissement Amazon ou une usine Ford, car c’est un travailleur formé travaillant avec ce robot», dit-il. « (Mais si) j’ai mis ce robot dans le parc public, comment ça va interagir avec les enfants? Comment ça va interagir avec des gens qui ne comprennent pas ce qui se passe? »

Hurst envisage des robots dans le secteur de la vente au détail comme une prochaine étape, en stockant des étagères ou en travaillant dans des arrière-salles. Prather croit que nous verrons bientôt des robots d’attente. Pour de nombreuses applications, cependant, il peut ne pas avoir de sens financier d’utiliser un robot. Walker donne l’exemple d’un robot de livraison. «Il doit être rentable (comparé) à une personne sur un contrat de salaire minimum et zéro-heures sur un scooter en ligne», dit-il.

La plupart des roboticiens avec qui j’ai parlé ont dit un robot à domicile polyvalent – le genre qui peut faire votre vaisselle, laver votre linge et descendre votre chien – est une voie à suivre. «L’ère d’un humanoïde utile est ici, mais le chemin vers un robot humanoïde à usage véritablement général sera long et difficile et est dans de nombreuses années», explique Boston Dynamics. Les robots de soins, souvent excités comme la solution aux populations vieillissants, seront une perspective particulièrement difficile, explique Read. «Passons au point où un robot peut démonter de manière fiable un ordinateur portable ou faire de vous un sandwich, puis nous réfléchirons à la façon dont cela pourrait prendre soin d’une personne âgée», dit-elle. C’est si nous voulons même que les robots prennent des travaux de soins. Tout comme l’art et la poésie, certains rôles sont peut-être encore les meilleurs avec une touche humaine.