Comment apprendre aux robots à porter des charges avec des humains

Une équipe de l'EPFL s'est penchée sur la manière dont les humains synchronisent leurs pas ...
Comment apprendre aux robots à porter des charges avec des humains

Une équipe de l'EPFL s'est penchée sur la manière dont les humains synchronisent leurs pas lorsqu'ils portent des objets encombrants, une table par exemple. Objectif: découvrir comment programmer des robots capables de les assister dans ce type de tâches.

L'équipe d'Auke Ijspeert et Jessica Lanini, du Laboratoire de biorobotique de l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), a fait porter à deux femmes et quatre hommes un objet d'un mètre cinquante de long - similaire à un brancard - et pesant huit kilos. Les participants devaient déplacer la chose sur une douzaine de mètres et dans différentes configurations.

Les scientifiques ont observé comment les sujets synchronisaient leurs pas. 'Un de nos objectifs était de découvrir comment programmer des robots capables de porter des objets encombrants avec un humain ou avec un autre robot', a expliqué à l'ats le Pr Ijspeert.

Selon cette étude publiée dans la revue PLOS One, deux humains placés dans cette situation se comportent à la manière d'un quadrupède, cheval ou girafe par exemple. 'Les démarches les plus fréquemment observées ont été le trot et l'amble', indique le chercheur.

Dans le premier cas, le cheval avance par 'bipèdes diagonaux', la patte avant droite touchant le sol en même temps que l'arrière gauche. Dans le second, la progression se fait par 'bipèdes latéraux', avec la pose des membres antérieur droit/postérieur droit puis antérieur gauche/postérieur gauche.

Synchronisation automatique

La comparaison avec les chevaux s'arrête là, des similarités avec d'autres allures n'ayant pas été relevées. Quant à savoir laquelle des deux - trot ou amble - les humains adoptent lorsqu'ils portent le brancard, les scientifiques constatent que cela dépend de la manière dont la première jambe est posée.

'Les porteurs se synchronisent dans l'allure la plus proche de la situation de départ', note le Pr Ijspeert. Les scientifiques ont ensuite procédé à une simulation informatique afin de déterminer le rôle du couplage mécanique par rapport à celui de la prise de décision consciente.

Selon eux, la seconde n'entre pratiquement pas en ligne de compte, le couplage entre les porteurs se faisant en grande partie automatiquement. Pour le Pr Ijspeert, un robot n'aurait donc pas forcément besoin de recevoir des indications vocales, la synchronisation des pas se faisant par des forces purement mécaniques.

Comme exemple parlant de synchronisation par couplage mécanique, le chercheur évoque des métronomes placés côte à côte sur une surface. De faibles forces transmises de l'un à l'autre via la surface suffisent à synchroniser deux métronomes asynchrones.

Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet européen 'CogIMon', qui fait partie du programme 'Horizon 2020'. Il vise à explorer de nouvelles voies dans l'interaction entre humains et robots.

/ATS
 

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