Regardez les robots humanoïdes de Boston Dynamics réussir un parcours d'obstacles
Regardez Atlas, les robots humanoïdes de Boston Dynamics, réussir un parcours d'obstacles.
Les ingénieurs développent de nouveaux mouvements inspirés des comportements humains
Boston Dynamics n’est plus vraiment à présenter. Mais pour ceux qui viennent de le découvrir, c’est la société connue pour son quadrupède robot Spot à 74 500 $ (une machine conçue pour travailler dans divers environnements, des plateformes pétrolières en mer aux mines souterraines profondes) ou encore son robot humanoïde Atlas (qui a enflammé la piste de danse avec ses collègues en décembre dernier).
Pour présenter l'évolution de son humanoïde, Boston Dynamics lui a fait faire du parkour. Le parkour (PK) ou art du déplacement (ADD) est une discipline sportive acrobatique qui consiste à franchir des obstacles urbains ou naturels, par des mouvements rapides et agiles (course à pied, sauts, gestes d'escalade, déplacements en équilibre, etc.) et sans l'aide de matériel.
« Pour la première fois aujourd'hui, les deux robots Atlas ont parfaitement réussi le parcours d'obstacles complexe. Ou presque sans faute ».
« Le premier des deux robots a escaladé une série de panneaux de contreplaqué inclinés, a fait un grand saut et a monté et descendu des escaliers dans le parcours aménagé au deuxième étage du siège de Boston Dynamics. Le deuxième robot a sauté sur une poutre d'équilibre et a suivi les mêmes étapes en sens inverse, puis le premier robot a sauté par-dessus la poutre. Les deux ont réussi deux saltos arrière parfaitement synchronisés et l'équipe vidéo a capturé chaque mouvement ».
Vous pourriez vous demander pourquoi Boston Dynamics est si obsédé par le fait de faire sauter ses robots sur des boîtes et faire des saltos arrière. Atlas fait du parkour pour la même raison que les constructeurs automobiles pratiquent le sport automobile. L'utilisation du sport pour repousser les limites des performances d'une machine conduit au développement de meilleures pièces et techniques, et les tests ont un effet d'entraînement pour les produits de consommation. Tout comme le sport automobile a conduit à la création d'une transmission intégrale, de freins à disque et de tonnes de dispositifs de sécurité pour les voitures de série, apprendre à Atlas à faire des saltos arrière se traduira, espérons-le, par de meilleurs robots de Boston Dynamics.
D'ailleurs l'entreprise explique : « La capacité d'un robot à effectuer un salto arrière peut ne jamais s'avérer utile dans un cadre commercial (Atlas est une plateforme de recherche, pas un produit commercial). Mais il ne faut pas beaucoup d'imagination ou de connaissances spécifiques au secteur pour voir pourquoi il serait utile qu'Atlas soit capable d'effectuer la même gamme de mouvements et tâches en tant qu'humain. Si les robots peuvent éventuellement réagir à leur environnement avec le même niveau de dextérité que l'homme adulte moyen, la gamme d'applications potentielles sera pratiquement illimitée ».
« Les humanoïdes sont intéressants à plusieurs égards », déclare Kuindersma. «*Tout d'abord, ils capturent notre vision d'un robot du futur qui passe partout et qui fait n'importe quoi. Ce n'est peut-être pas la meilleure conception pour une tâche particulière, mais si vous vouliez créer une plateforme capable d'effectuer une grande variété de tâches physiques, nous savons déjà qu'une forme humaine est capable de le faire ».
« D'un point de vue technique, les humanoïdes présentent plusieurs défis auxquels nous sommes confrontés en tant qu'équipe de recherche », ajoute-t-il. «*Leur combinaison de taille et de complexité crée des compromis de conception matérielle liés au rapport résistance/poids, à la durée d'exécution, à l'amplitude de mouvement et à la robustesse physique. Dans le même temps, notre équipe de contrôle doit créer des algorithmes capables de raisonner sur la complexité physique de ces machines pour créer un large ensemble de comportements à haute énergie et coordonnés. En fin de compte, repousser les limites d'un robot humanoïde comme Atlas stimule l'innovation matérielle et logicielle qui se traduit par tous nos robots chez Boston Dynamics ».
Le parkour, aussi étroit et spécifique qu'il puisse paraître, donne à l'équipe Atlas un bac à sable parfait pour expérimenter de nouveaux comportements. C'est une activité de tout le corps qui nécessite qu'Atlas maintienne son équilibre dans différentes situations et bascule de manière transparente entre un comportement et un autre.
« Il s'agit vraiment de créer des comportements aux limites des capacités du robot et de les faire fonctionner tous ensemble dans un système de contrôle flexible », explique Kuindersma. «*Il y a de nombreux problèmes importants que le parkour ne vous oblige pas à résoudre, mais ce n'est pas le but. Nous n'essayons pas de tout résoudre d'un seul coup. Le travail que nous effectuons actuellement nous permet de créer une base solide pour aborder la prochaine série de problèmes de recherche ».
Evolution d'Atlas
L'équipe explique qu'en regardant en arrière sur cinq ans de vidéos Atlas, il est facile de perdre de vue à quel point l'équipe a progressé au cours de cette période. En fait, selon elle, certaines des améliorations sont invisibles pour le téléspectateur moyen, même si elles représentent des pas de géant (littéralement, dans ce cas) dans la technologie. Bien qu'Atlas effectuait des roulades en piqué, des appuis renversés et des saltos arrière dans les vidéos précédentes, les processus sous-jacents pour contrôler ces mouvements ont évolué.
« Les mouvements d'Atlas sont maintenant guidés par la perception, et ils ne l'étaient pas à l'époque*», explique Kuindersma. « Par exemple, la précédente routine au sol et les vidéos de danse visaient à capturer notre capacité à créer une variété de mouvements dynamiques et à les enchaîner dans une routine que nous pourrions répéter encore et encore. Dans ce cas, le système de contrôle du robot doit encore effectuer de nombreux ajustements critiques à la volée pour maintenir les objectifs d'équilibre et de posture, mais le robot ne détectait pas et ne réagissait pas à son environnement ».
Dans cette itération du parkour, le robot adapte les comportements de son répertoire en fonction de ce qu'il voit. Cela signifie que les ingénieurs n'ont pas besoin de préprogrammer les mouvements de saut pour toutes les plateformes et les espaces possibles que le robot pourrait rencontrer. Au lieu de cela, l'équipe crée un plus petit nombre de modèles de comportements qui peuvent être adaptés à l'environnement et exécutés en ligne.
« Nous avons décidé d'ajouter le virage relevé assez tard dans notre processus de développement », explique Yeuhi Abe, ingénieur de contrôle principal de l'équipe Atlas. « Nous avons pu tirer parti des outils développés pour créer des mouvements de jogging dans d'autres contextes afin de créer rapidement un prototype que nous avons affiné à l'aide d'une combinaison de simulation et de tests de robots. »
La simulation est un outil de développement essentiel pour l'équipe de contrôle d'Atlas, à la fois pour évaluer les nouveaux comportements avant les tests du robot et pour s'assurer que les nouvelles modifications logicielles n'ont pas d'impact négatif sur les capacités existantes. Mais il n'y a toujours pas de remplacement pour les tests de matériel, en particulier dans les mouvements limitant les performances comme le saut.
À propos de ce saut : contrairement aux sauts de gymnastique à haute voltige, un saut de parkour est une méthode légèrement moins tape à l'oeil conçue pour faire passer un coureur sur un mur ou un obstacle bas – dans ce cas la poutre d'équilibre, à seulement quelques pieds de haut. Atlas place son bras sur la poutre puis hisse son corps au-dessus de la structure. Pour de nombreux humains, ce type de saut serait relativement facile (surtout par rapport à un salto arrière), mais pour l'équipe Atlas, cela représentait un nouveau défi redoutable.
« Si vous ou moi devions franchir une barrière, nous profiterions de certaines propriétés de notre corps qui ne se traduiraient pas pour le robot », note Kuindersma. « Par exemple, le robot n'a pas de colonne vertébrale ni d'omoplates, il n'a donc pas la même amplitude de mouvement que vous ou moi. Le robot a également un torse lourd et des articulations de bras relativement faibles. Étendre leurs outils pour les aider à trouver des solutions qui fonctionnaient dans ces contraintes était ce qui a fait du saut un défi intéressant. »
Dans les coulisses
En plus de publier une vidéo très soignée, la société a également publié un aperçu de ce qui s'est passé en coulisses, montrant ce qu'il faut pour qu'un robot effectue un parkour. Le public a ainsi pu voir des images incroyables de fabrication, de logiciels et de réparations, ainsi que quelques couacs lorsque les cascades ne se déroulent pas comme prévu.
Lors de la mise en œuvre de ces comportements, les robots Atlas ont beaucoup planté, a déclaré Boston Dynamics dans une vidéo séparée intitulée « à l'intérieur du laboratoire ». Boston Dynamics a ajouté lors de l'exécution répétée de la routine, les robots ont réussi la partie saut de la routine environ la moitié du temps. Sur certaines courses, le robot Atlas perd son équilibre et tombe en arrière après avoir effectué son saut.
La routine elle-même est une routine chorégraphiée, mais ce qui rend cette routine différente des itérations précédentes, c'est que les robots devaient adapter les comportements de leur répertoire en fonction de ce qu'ils voyaient.
Selon Boston Dynamics, cela signifiait que les ingénieurs pouvaient créer un plus petit nombre de comportements de modèle et n'avaient pas besoin de préprogrammer des mouvements de saut pour toutes les plateformes possibles. Auparavant, les robots Atlas étaient essentiellement aveugles lors des démonstrations et ne pouvaient réussir que lorsqu'ils franchissaient des obstacles dans des environnements inchangés.
Alors que les deux robots ont terminé le parkour, les ingénieurs de Boston Dynamics ont déclaré que la conception pouvait encore être améliorée, car l'un des robots a trébuché après sa célébration lors de la fin de la routine.
« Nous n'avions pas eu ce comportement après le salto arrière avant aujourd'hui, donc c'était vraiment une expérience », a déclaré Kuindersma. « Si vous regardez la vidéo de près, cela semble un peu gênant. Nous allons échanger un comportement que nous avons testé auparavant, nous avons donc une certaine confiance que cela fonctionnera ».
Il y a deux mois, la société de robotique a été rachetée par Hyundai. Le conglomérat sud-coréen a acquis une participation majoritaire de 80 % dans Boston Dynamics pour 1,1 milliard de dollars.
Source : Boston Dynamics
Voir aussi :
Hyundai finalise l'acquisition de Boston Dynamics. Le Sud-Coréen débourse 880 millions de dollars, pour devenir l'actionnaire majoritaire avec 80 % des parts
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Envoyé par el_slapper
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