Le robot bipède Cassie entre dans l'histoire : il a appris à courir et a parcouru 5 km
Le robot Cassie, conçu à l'Université d'État de l'Orégon (OSU), est entré dans l'histoire en parcourant 5 km en un peu plus de 53 minutes.
Cassie a été développée sous la direction du professeur de robotique Jonathan Hurst pendant 16 mois, grâce à une subvention de 1 million de dollars de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) du département de la Défense des États-Unis.
Depuis l'apparition de Cassie en 2017, les étudiants de l'OSU, financés par la National Science Foundation et le programme DARPA Machine Common Sense, en collaboration avec le professeur d'intelligence artificielle Alan Fern, étudient les capacités de l'apprentissage automatique pour ce robot.
Cassie est le premier robot bipède à utiliser l'apprentissage automatique pour contrôler une démarche de course en terrain ouvert, parcourant 5 km sur le campus de l'Université d'État de l'Orégon avec une seule charge de batterie et sans câble.
« Les étudiants du Laboratoire de robotique dynamique du collège d'ingénierie de l'OSU ont combiné l'expérience de la biomécanique et les approches existantes de contrôle des robots avec de nouveaux outils d'apprentissage automatique. Ce type d'approche globale permettra d'atteindre un niveau de performance comparable à celui d'un animal. C'est incroyablement passionnant »
Les genoux du robot se plient, ce qui rappelle une autruche. Il a appris à courir grâce à un algorithme dit d'apprentissage par renforcement profond. La course exige un équilibrage dynamique, c'est-à-dire la capacité de conserver l'équilibre lors d'un changement de position ou en mouvement. Cassie a appris des ajustements extrêmement subtils pour rester en position verticale pendant le mouvement.
« Cassie est un robot très efficace grâce à la manière dont il a été conçu et construit, et nous avons vraiment pu atteindre les limites du matériel et montrer ce dont il est capable »
L'apprentissage par renforcement profond est une méthode puissante en intelligence artificielle qui développe des compétences telles que la course, le saut et la montée et descente d'escaliers. Un jour, les robots marcheurs stables deviendront courants, à l'image de la voiture. Le facteur limitant était la science et la compréhension de la locomotion bipède, mais les recherches de l'Université d'État de l'Orégon ont réalisé plusieurs percées.
ATRIAS, développé au Laboratoire de robotique dynamique, a été le premier robot reproduisant la dynamique de la marche humaine. Il a été suivi par Cassie, puis par le robot humanoïde Agility Digit.
Hurst a déclaré : « Dans un avenir pas si lointain, chacun verra des robots et interagira avec eux dans de nombreux endroits de sa vie quotidienne, des robots qui travaillent à nos côtés et améliorent notre qualité de vie ». Selon lui, outre le travail logistique (par exemple, la livraison de colis), les robots bipèdes disposeront à terme de l'intelligence et de la sécurité nécessaires pour aider les gens chez eux.
Cassie est souvent comparée à une autruche en raison de sa démarche et de ses pattes. Le robot dispose de trois degrés de liberté au niveau des hanches et de chevilles puissantes et souples, mais ses genoux ne se plient que dans un sens. Tout cela crée non seulement une démarche naturelle, mais aussi une méthode de contrôle comparable à la nôtre. Comme pour ATRIAS, le placement rapide et prudent des pieds rend Cassie résistante au glissement, aux trébuchements et aux actions malveillantes occasionnelles des doctorants.
L'ensemble du châssis est très léger et conçu pour absorber les chocs naturellement, comme nous le faisons en marchant. Cependant, le robot est suffisamment solide pour ne pas avoir besoin de ceintures de sécurité en cas de chute. C'est impressionnant pour un robot construit de zéro en si peu de temps.
Pendant les 5 km que Cassie a parcourus en 53 minutes et 3 secondes, un arrêt de 6,5 minutes a eu lieu après deux chutes : l'une due à la surchauffe de l'ordinateur, l'autre au fait que le robot a été invité à effectuer un virage à vitesse trop élevée.
Cassie sert elle-même de base au robot coursier Agility Robotics Digit. Les ingénieurs de l'Université d'État de l'Orégon ont pu entraîner Cassie sur un simulateur afin qu'elle puisse monter et descendre les escaliers sans utiliser de caméras ni de lidars.
Cependant, les appareils bipèdes ne sont pas chose simple. Leur grand avantage est de pouvoir se déplacer facilement dans les espaces conçus pour les humains, comme les escaliers et les couloirs étroits. Mais avoir deux jambes signifie qu'ils sont par nature moins stables, surtout comparés aux robots quadrupèdes comme ceux de Boston Dynamics.
L'équipe de développement de Cassie est convaincue que cela pourrait bientôt changer grâce aux nouvelles méthodes d'apprentissage profond, qui permettront aux robots bipèdes de mettre au point de nouvelles techniques de stabilisation en mouvement. Qui sait, un jour vous verrez peut-être ces robots faire leur footing matinal.
Des robots bipèdes aussi efficaces et fiables, capables d'aller là où vont les humains, profiteront à d'innombrables industries, ainsi qu'à la réalisation de travaux dangereux, comme la reconnaissance dans une zone sinistrée ou l'inspection d'une centrale nucléaire.
