rtd info 22 - voyants et clairvoyants
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robotique
voyants et clairvoyants
sahabot 2, né à
l'université de zurich, enregistre des points de repères
visuels et s'aide, pour naviguer, de détecteurs analysant
la polarisation de la lumière.
longer un mur, éviter un obstacle· les mouvements
des robots se limitent à des actions simples. nombre d'applications
bénéficieraient cependant de systèmes véritablement
autonomes, capables de se déplacer en terrain (partiellement) inconnu
et changeant. grâce à leurs connaissances dans le domaine
de la navigation visuelle, où l'europe est à la pointe de
la recherche, les équipes réunies au sein du réseau
virgo ont déjà lancé quelques créatures-pilotes
étonnantes.
en guise de cicerone, rhino. cela se
passait, l'an dernier, au deutsches museum de bonn. rhino, robot voyant
et intelligent dirigeait des visites guidées. outre ceux qui le
suivaient, et auxquels il fournissait des explications approfondies, rhino
s'adressait également à des visiteurs virtuels. par l'intermédiaire
d'internet, ceux-ci pouvaient également commander ses déplacements.
ce prototype sophistiqué a été conçu par des
chercheurs de la rheinische friedrich-wilhelms universität de bonn.
dans un autre registre de performance, le robot sahabot, s'inspirant du
comportement de la fourmi cataglyphis, est capable d'explorer toutes les
sinuosités d'un environnement pour ensuite retourner très
précisément à son point de départ, mais cette
fois en ligne droite. capable de mémoriser des points de repère
visuels fixes et de s'appuyer sur des détecteurs qui analysent
la polarisation de la lumière, sahabot est une créature
conçue dans les laboratoires de l'université de zürich.
complémentarité et échanges
ces équipes de scientifiques font partie - avec sept
autres partenaires européens (1) - du réseau virgo (vision
based robot navigation research network 2), créé en 1996.
"virgo soutient la mobilité des jeunes chercheurs et l'approfondissement
de leur formation en leur permettant de travailler dans les principaux
laboratoires européens de robotique, internationalement reconnus.
ces laboratoires offrent une gamme d'expertises complémentaires
- la force de l'un vient renforcer celle de l'autre - et leur mise en
réseau dynamise tout naturellement le travail de l'ensemble des
scientifiques, les échanges de compétences et, à
une époque où l'innovation devient, elle aussi, de plus
en plus concurrentielle, la stimulation mutuelle des idées",
souligne stelios orphanoudakis, coordonnateur du réseau et chercheur
à l'institute of computer science d'heraklion.
l'objectif du réseau : mettre au point des robots capables,
non seulement de voir, mais de regarder - à savoir se déplacer
dans un environnement (partiellement) inconnu et (relativement) changeant.
pour répondre à cette ambition, virgo couvre un large spectre
d'activités en robotique, vision et intelligence artificielle :
analyse des méthodes de navigation, compétences visuelles,
reconnaissance de repères de l'environnement, organisation de la
mémoire visuelle, utilisation simultanée de détecteurs
non visuels (sonars, tactiles, etc.), méthodologie d'apprentissage,
transfert et exploitation des résultats vers l'industrie... "un
accent particulier est mis sur l'intégration des différentes
méthodologies, explique stelios orphanoudakis. la navigation autonome
est un domaine dans lequel l'europe est aux avant-postes de la recherche.
un domaine complexe, qui requiert plus que la simple résolution
de sous-problèmes."
l'un des 2000 visiteurs qui
bénéficièrent durant six jours, grâce
au robot rhino, d'une plongée interactive dans le deutsches
museum de bonn. au choix : trois visites possibles et des informations
sur le système.
repérer avant d'agir
les chercheurs de virgo ont, tout d'abord, réalisé
une étude systématique et une analyse en profondeur des
méthodes de navigation visuelle - qui a donné lieu à
un rapport exhaustif et détaillé. ils ont ensuite étudié
de nombreuses capacités visuelles sur le concept de "vision
active et intentionnelle". "ce concept s'est développé
au cours de la dernière décennie. cela signifie que le système
est considéré comme engagé dans un comportement visuel",
poursuit le coordonateur. il explore les aspects de l'environnement qui
lui sont nécessaires à un moment donné, au lieu d'en
chercher une représentation globale, ce qui est, non seulement
extrêmement difficile à obtenir, mais de plus probablement
inutile. le caractère intentionnel du processus autorise la formulation
et la résolution de problèmes qui acceptent un nombre relativement
restreint de solutions et peuvent être traités de manière
qualitative."
les chercheurs du royal institute of technologies de stockholm
ont, par exemple, conçu un robot muni d'une caméra centrale
et de deux caméras latérales. grâce aux informations
fournies par cette vision tri-oculaire, celui-ci peut se déplacer
et éviter les obstacles en utilisant un minimum de commandes motrices.
ces premières approches de recherche sur les repères
visuels ont permis la sélection et la reconnaissance de différents
objets ou configurations pour des localisations à la fois métriques
et topologiques. "nous nous intéressons principalement à
des espaces intérieurs, précise stélios orphanoudakis,
dans lequel les repères peuvent être des éléments
bâtis, des affiches, des extincteurs, des signalisations murales,
des lumières au plafond, des portes, etc. leur reconnaissance facilite
la localisation qui est un préalable pour tout déplacement."
mieux. cette reconnaissance est efficace à partir de repères
observés de points de vue différents. ainsi le robot mis
au point à l'institute of computer science, en grèce, planifie-t-il
ses déplacements en "visualisant" certains éléments
invariants d'un espace et en utilisant ensuite ces repères pour
orienter sa navigation.
certains prototypes expérimentaux présentent,
en outre, des comportements "intelligents". ils sont capables
d'agir ou de réagir en fonction à la fois des conditions
locales de l'environnement et de leur objectif de navigation. un exemple
: sir arthur, mis au point au centre national allemand de recherche en
technologies de l'information, robot doté de six pattes dont les
mouvements sont commandés par seize moteurs. la machine a commencé
à apprendre, par "essais-erreurs", la séquence
de mouvements de chacun de ses membres. doté d'un détecteur
de lumière, elle a ensuite accompli un travail plus difficile :
trouver, dans l'espace qui l'entourait, l'endroit bénéficiant
de l'éclairage le plus intense.
des machines attendues
mais l'environnement réel d'un robot ne se limite pas
à des éléments immobiles. en france, notamment, l'inria
travaille sur des méthodes de détection des mouvements d'objets
dont les contours ne sont pas clairement définis - une tâche
particulièrement complexe, indispensable à de nombreux usages
potentiels de la robotique.
"a la lumière de tels développements, on
peut prévoir que les premières applications industrielles
sont assez proches, et l'un des atouts du réseau virgo est d'associer
plusieurs entreprises productrices de robotique, conclut stélios
orphanoudakis. on peut penser à des systèmes de distribution
pour de grandes installations industrielles, à des fauteuils roulants
robotisés pour les personnes non valides, à nombre de services
dans le domaine du nettoyage ou du gardiennage, à des "robots-guides",
etc. il reste cependant à résoudre le problème du
rapport coût/efficacité des applications - question qui freine
encore une large diffusion de ces technologies."
(1) projet réalisé dans le cadre
du programme formation et mobilité des chercheurs (quatrième
programme-cadre).
(2) institute of computer science,
forth (gr), alborg universitetscenter (dk), technische universität
graz (a), kungliga tekniska högskolan (s), università degli
studi di genova (i), rheinische friedrich-wilhelms-universität bonn
(d), institut national de la recherche en informatique et en automatique
(f), gmd-forschungszentrum informationstechnik gmbh (d), kobenhavns universitet
(dk), institut für informatik der universität zurich (ch).
contact
stélios orphanoudakis
foundation for research and technology hellas
institute of computer science
heraklion (gr)
tél. : +30 81 39 16 00
fax : + 30 81 39 16 02
e-mail : orphanou@ics.forth.gr
internet : http://www.ics.forth.gr/virgo/
quand
le cerveau se laisse explorer
points de repères
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