Publié vendredi 12 octobre 2012, à 16:15

Des robots dans l’expo cerveau ? Hier, nous avons rencontré Thomas Degris, chercheur, et Paul Fudal, ingénieur, tous deux à l’Inria, l’Institut national de recherche en informatique et en automatique. L’idée est de créer une animation avec des robots. En effet, ceux-ci « perçoivent » le monde à leur manière, en captant des données brutes, et tout l’enjeu est de les faire utiliser ces données, pour divers buts.

L'entrée de l'Inria

Ce qui nous intéresse, c’est le « cerveau » des robots, c’est-à-dire le programme qui va gérer les informations transmises par les capteurs. Les difficultés de la robotique tiennent à l’interprétation de ces signaux, qui ne sont que des valeurs numériques, dont la transcription visuelle basique donne l’image de gauche… Difficile de se représenter ce que les capteurs traduisent ! Qui veut la manette ?

A partir de ces valeurs, tout dépend de ce que l’on veut. On peut faire suivre au robot un tracé sur le sol, à partir des différences de matière que le robot peut capter (voir la vidéo). Il est beaucoup plus difficile, par contre, de lui apprendre à anticiper son environnement. Dans la vidéo ci-dessous, le robot détecte un obstacle à intervalles de temps réguliers. La ligne du haut représente les données enregistrées par son capteur, les deux lignes du bas sont ce que le programme anticipe. Au bout d’un moment, une certaine synchronisation se met en place, avec une petite avance. On voit que le programme qui guide le robot anticipe légèrement (et on voit très bien l’éléphant dans le boa…).

Les ordinateurs sont capables de prouesses aux échecs… et d’avoir de la chance ! Il semblerait en effet que la victoire de Deep Blue contre Garry Kasparov soit due à un bug. Il leur est cependant très difficile de faire des choses qui nous semblent, à nous humains, très naturelles. Par exemple, il est quasiment impossible de faire établir une carte de l’environnement à un robot qui ne possède qu’un capteur unidirectionnel (comme une canne d’aveugle), tandis qu’un aveugle justement fait ça très bien, quotidiennement, et sans effort. Comme le résume Thomas Degris :

Le cerveau construit des abstractions de manière automatique à partir de données brute. C’est très difficile à programmer !

Paul Fudal et Thomas Degris

Aujourd’hui, la programmation s’intéresse aux processus proprement humains de la perception, de l’apprentissage,…, et s’en inspire pour perfectionner les robots. Pour l’apprentissage par exemple, le procédé dit du « renforcement » est très utilisé. Pour l’humain, c’est le modèle du bâton et de la carotte : une récompense si on fait bien quelque chose, une punition sinon. Bon, je résume : en réalité, quand on parle de renforcement chez l’humain, on parle plutôt de libération d’hormones de plaisir, qui renforce un réseau neuronal (voir l’article sur la plasticité neuronale). Il est possible de modéliser le renforcement, pour le robot, en lui envoyant une information positive dans une situation que l’on veut renforcer, et une information négative dans une situation à éviter. Le programme intégrera alors à chaque fois ces informations, en fera en quelque sorte la somme, et en déduira le comportement à observer.

Finalement, l’humain et le robot ont autant à apprendre l’un de l’autre ! Ce n’est d’ailleurs certainement pas un hasard si l’Inria accueille un cerveau géant dans son hall d’entrée…

Le cerveau du hall de l'Inria

Pour conclure et comme un bonus, je vous invite à suivre Marvin, le robot dépressif, dans « le film à côté duquel Armaggedon fait documentaire » : H2G2, le guide du voyageur galactique!! :)

Yann Deret Le Berre
Médiateur scientifique à Cap Sciences