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Les automates intelligents
robotique, vie artificielle, réalité virtuelle


information, réflexion, discussion

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Jean-Paul Baquiast Jean-Paul.Baquiast@wanadoo.fr
Christophe Jacquemin christophe.jacquemin@admiroutes.asso.fr

Revue n° 44
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Actualités 


La collection Automates Intelligents citée par l'AFP
CJ 30/05/2003

Beagle 2 © ESADans une dépêche du 30 mai 2003 relative à la mission Mars Express de l'Agence spatiale européenne, qui transporte le robot de conception britannique Beagle 2 (voir notre actualité précédente du 18 janvier 2003), l'Agence France Presse fait référence à l'un des ouvrage de notre collection Automates Intelligents : "Entre science et intuition, la conscience artificielle".

Couverture du livre : entre science et intuition, la conscience artificielle"Le livre, qui donne des exemples d'applications des travaux d'Alain Cardon sur la conscience artificielle, consacre en effet un de ses chapitres aux robots du futur sur la planète rouge.

Pour en savoir plus :
Lire la dépêche AFP : Les explorateurs de Mars du futur, des machines à "conscience artificielle"
Entre science et intuition - la conscience artificielle, Jean-Paul Baquiast et Alain Cardon, Automates Intelligents Edition, avril 2003 : http://www.automatesintelligents.com/collection/entreseti.html
Catalogue de la collection Automates Intelligents : http://www.automatesintelligents.com/collection/index.html


Le projet européen Galileo sur orbite
CJ 26/05/03

Après plusieurs mois de tergiversations et de négociations entre les quinze pays représentés au sein de l'Agence spatiale européenne (ESA), un accord a été obtenu le 26 mai sur Galileo. Ce programme va doter l'Europe d'un système de positionnement par satellite indépendant du réseau américain GPS (dont nous dépendions*) et cassera de fait le monopole américain dans un secteur aux multiples applications civiles (radionavigation des navires, des avions, des flottes de camions et des voitures, activités commerciales dans le secteur bancaire, la géologie, les travaux publics...) mais aussi militaires (guidage des missiles).. Selon la Commission européenne, le programme devrait créer environ 150 000 emplois hautement qualifiés en Europe et produire quelque 10 milliards d'euros par an de revenus. D'un coût estimé à 3,4 milliards d'euros, le système comprend le déploiement d'un réseau de 30 satellites qui, une fois mis en orbite, assureront une fiabilité d'une précision identique voire supérieur à celle du GPS américain (24 satellites).

*Système qui pouvait être brouillé sur simple décision du Pentagone, comme ce fut le cas pendant la guerre en Irak, celle du Golfe, lors du conflit du Kosovo et dans le cadre des opérations militaires en Afghanistan...

Pour en savoir plus
Site de l'ESA : lire notamment l'article "Galileo becomes a reality for Europe" http://www.esa.int/export/esaCP/SEMBOBS1VED_index_0.html
Communiqué de presse du ministère français de la Recherche : http://www.recherche.gouv.fr/discours/2003/conseilesa.htm


The Matrix
JPB 18/05/03

matrixLa sortie de ce film s'accompagne, comme toujours chez les Américains d'un vaste battage médiatique, dont le site dédié au film donne un large aperçu. Les auteurs de The Matrix prétendent ne pas s'être limités aux effets spéciaux mais avoir engagé des débats d'idées. On trouve sur le site des textes "philosophiques" concernant les rapports entre la réalité virtuelle, le monde réel et le monde des idées. Voir notamment l'article de Hubert Dreyfus et son fils Stephen. Hubert Dreyfus, qui a étudié avec Merleau-Ponty, est connu pour être le meilleur spécialiste de Heidegger aux Etats Unis, mais aussi pour avoir appliqué les idées de la phénoménologie à l'intelligence artificielle, à l'apprentissage (learning) et, plus largement, aux TIC. On peut lire son dernier livre "On the Internet", sans pour autant partager ses vues plutôt pessimistes. Tous les articles sont accessibles en ligne, ce qui promet de la lecture aux courageux.

Pour en savoir plus
http://whatisthematrix.warnerbros.com/rl_cmp/new_phil_intro.html Tout le site est d'ailleurs remarquablement bien fait.


Une machine à écrire mentale ?
CJ 16/05/03

Brain Computer Interface (BCI) soit, en français, interface cerveau-ordinateur : nombreux sont les laboratoires qui à travers le monde travaillent sur le sujet. Objectif : commander directement un ordinateur par la pensée ou, pour être plus précis, par les signaux électriques produits*.
Les chercheurs de l'institut allemand Fraunhofer sur l'architecture de calcul et les technologies logicielles FIRST travaillent aussi sur le sujet. Un ordinateur, qui est relié à un cobaye par le biais de 128 électrodes, apprend au fur et à mesure en analysant les signaux électriques émis par l'utilisateur en train de taper sur un clavier. Grâce à des algorithmes appropriés, un tri est effectué sur ces signaux entre bruit et informations utiles. Si pour l'instant les commandes utilisées sont encore très simples (une touche enfoncée avec la main droite déplace la souris vers la droite, et inversement si l'autre main agit), les résultats sont néanmoins extrêmement encourageants : certains ordinateurs sont capables de décrypter en moins de vingt minutes les pensées du cobaye avec dans certains cas des taux de réussite de 97%. Réalisés pour l'instant sur des personnes en parfaite santé, les tests vont continuer cette année avec des personnes aux membres amputés. L'objectif à terme est de développer une "machine à écrire mentale" pour des sujets paralysés, où l'utilisateur sélectionnerait les lettres à la suite en déplaçant un curseur sur l'écran. A plus long terme, on peut aussi imaginer la commande d'une prothèse à l'aide des pensées du cerveau. D'autres applications peuvent concerner le secteur de l'automobile (contrôle du véhicule lors d'une situation de danger) et celui des loisirs (consoles vidéos).

*Sur ce thème, on pourra par exemple relire nos articles : Johny Ray, ou la parole silencieuse (janvier 2000) ; Transformation des ondes du cerveau en signal numérique (20 février 2000) ; Les mouvements d'un robot commandés par le cerveau d'un singe (20 décembre 2000) ; Commander une machine par la pensée (actualité du 8 janvier 2001) ; Piloter un avion au doigt et à l'oeil (2 avril 2001) ; Des implants cérébraux pour aider les paralysés à communiquer (actualité du 6 décembre 2001) ; Connecter son système nerveux à un ordinateur (actualité du 22 mars 2002) ; Les ratbots, premiers rats robotisés (actualité du 2 mai 2002)

Pour en savoir plus :
Institut Frauhofer FIRST : http://www.fraunhofer.de/english/profile/institute/first/index.html
Contact : Mirjam Kaplow, mirjam.kaplow@first.fraunhofer.de


Expérimentation animale
JPB 14/05/03

vivisectionDes nombreux propos, les uns émouvants, les autres issus directement de la fabrique Le Pen, dont Brigitte Bardot s'est rendue coupable le 12 mai devant le peu sympathique Fogiel (émission "On ne pLogo de l'Association Pro Animaeut pas plaire à tout le monde", on pouvait retenir son appel au remplacement de l'expérimentation sur animaux , chaque fois que possible, par l'expérimentation sur cellules. L'association de médecins Pro Anima, qui milite en ce sens, a été présentée (mais pas ses coordonnées, ce que nous nous empressons de faire ici : http://www.proanima.asso.fr).

Ceci dit, les sites militants contre la vivisection et pour la protection de l'animal de laboratoire sont nombreux, passionnés, bien que parfois animés par une rage qui peut à son tour paraître suspecte. Citons, parmi les argumentaires "sérieux", celui de la bien nommée Marjolaine Jolicoeur http://www.geocities.com/RainForest/Jungle/7621/mytvivisection.html ou, en plus austère http://www.canv.ch/societe/rubr_generales/vivisection/la_vivisection.htm. Il y a aussi les sites, sans doute plus réalistes, qui dénoncent la vivisection comme un véritable système maffieux: http://membres.lycos.fr/vivisection/animaux.html

Les scientifiques de bonne foi doivent convenir que les progrès récents des travaux sur les cultures animales, comme sur les états cognitifs manifestant chez l'animal des formes certaines d'intelligence et de conscience, rendent de plus en plus insupportable le mépris de l'espèce humaine à l'égard des espèces animales. Il faudrait au moins savoir ce que l'on détruit. Mais le mieux serait de trouver des équilibres sauvegardant les valeurs communes de l'animal et de l'homme. Vaste programme face aux furieux de la chasse, de la pèche, de l'élevage, de la vivisection...Finalement, BB n'a pas tout à fait tort de haïr en bloc l'espèce humaine.


La nature de la science

Sur ce vaste sujet, la Society for Scientific Exploration, émanant du monde académique américain (http://www.scientificexploration.org), nous propose de diffuser l'avis suivant:
" Meeting International sur le thème: "La Nature de la Science" du 29 au 31 Août 2003 à l'institut d'Astrophysique de Paris avec la participation de M. Cazenave, Dipamrita Chataynia, Halton Arp, Edgar Morin , Henry H. Bauer, John Ziman, David Lorimer, B. Haisch, O. Costa de Beauregard , M. Payne. Pour plus d'infos et inscriptions, consulter les sites web: http://www.scientificexploration.org ou http://membres.lycos.fr/groupepsa/announcement.htm.


Des robots humanoïdes qui apprennent le mouvement à l'aide d'un réseau de neurones dynamiquement reconfigurable
CJ 10/05/03

Les laboratoires japonais Fujitsu(1) ont développé sur des robots humanoïdes un système novateur d'apprentissage de coordination de leurs mouvements, utilisant un réseau de neurones dynamiquement reconfigurable.
Cette nouvelle approche rend l'apprentissage du mouvement beaucoup plus rapide et plus simple que l'écriture des longs programmes permettant de relier et de commander les senseurs et les actuateurs du robot, et qui nécessitent une grande puissance de calcul. Elle marque également un progrès décisif par rapport aux méthodes traditionnelles utilisant les réseaux de neurones qui, selon Fujistsu, s'avéraient non seulement très lentes pour l'apprentissage des mouvements (des jours, voire des mois) mais aussi présentaient le défaut de ne pouvoir en produire une grande variété.

Le secret du système : une architecture CPG (Central Pattern Generators) imitant une fonction trouvée dans les vers de terre et les lamproies (combinaison d'oscillations), qui simule mathématiquement un oscillateur neural(2) tel que rencontré chez les vertébrés.
Le réseau de neurones a été combiné avec une méthode dite de "perturbation numérique"(3), qui quantifie la configuration et le poids des connections dans le réseau. Cette combinaison (appelée "CPG/np") a été optimisée et appliquée à l'apprentissage du mouvement, intégrant également un "Humanoid Motion-Generation System", logiciel permettant au robot l'apprentissage d'une très large variété de mouvements(4).

Robot humanoïde  utilisant un réseau de neurones dynamiquement reconfigurable © Fujitsu Laboratoy Schéma du réseau de neurones pour un mouvement particulier © Fujitsu Laboratoy

Les différents CPG génèrent des mouvements dans le robot en utilisant des oscillations auto-induites. Ceux-ci sont évalués en utilisant une fonction préréglée d'évaluation qui détermine si le mouvement est correct ou non. Les mouvements du robot sont simplement changés en modifiant le poids des connexions du CPG et ce procédé est répété jusqu'à ce que le robot acquière le mouvement adéquat. A cette étape, avec la nouvelle méthode de perturbations numériques, on peut à la fois générer un nouveau CPG ou reconfigurer des combinaisons existantes, et de là sélectionner automatiquement le mouvement le plus approprié tout en reconfigurant dynamiquement le réseau de neurones.
Ainsi, le processus d'apprentissage ne résulte pas simplement du changement dans le poids des connexions : la structure du réseau elle-même change, ce qui permet l'apprentissage de mouvements complexes.

Copie d'écran du Screen-shot of humanoid movement-generation system © Fujitsu LaboratoyAvec ce système, la quantité de code de logiciel impliqué dans la commande de mouvement est réduite de près de 90% par rapport aux systèmes conventionnels. Ainsi, selon les chercheurs japonais, pour un robot disposant de 20 joints mobiles, le temps d'apprentissage est réduit d'un facteur 10-30 : ceci lui permet d'apprendre à s'adapter et à réagir immédiatement pendant qu'il se déplace.

(1) Qui commercialise le robot humanoïde HOAP (voir notre actualité du 18/09/2001)
(2) Partie du système nerveux central des vertébrés générant - pense-t-on - des rythmes périodiques.
(3) Méthode d'analyse permettant d'approximer des fonctions non linéaires. Longtemps utilisée pour calculer des orbites de satellites, cette technique a été récemment appliquée à la dynamique des fluides, puis à la dynamique quantique. La méthode de perturbation numérique (numerical perturbation method) fait appel à un ordinateur qui procède numériquement à ces perturbations.
(4) L'ensemble est la base d'un prototype de système générateur de mouvement pour un robot humanoïde. Comprenant une unité d'édition de réseau de neurones (système display/edit), une unité de simulation du robot et une interface mécanique, le système permet à ceux n'étant pas des spécialistes de générer les mouvements désirés dans le robot (voir figure à droite). Fujitsu a aussi développé un langage de programmation spécifique pour coder les réseaux de neurones (neural-network language), permettant de créer des réseaux et de les éditer. Ce système de logiciel devrait être inclut cette année dans la série des robots humanoïdes HOAP.

Pour en savoir plus :
Fujitsu lab : http://pr.fujitsu.com/
Contact scientifique :
nagashima.fumio@jp.fujitsu.com


Vers le clavier virtuel ?
CJ 10/05/03

Clavier virtuel d'un PDA © Canesta QA partir d'un téléphone mobile ©  Virtual Devicesui n'a jamais pesté devant le manque de facilité [et donc la perte de temps engendrée] à entrer les données dans son téléphone mobile ou son PDA...
Deux entreprises américaines, Virtual Devices et Canesta proposent une nouvelle solution : le clavier virtuel... Il fallait y penser : un mini-projecteur laser envoie devant votre téléphone ou votre assistant personnel l'image d'un clavier à travers un masque. Pendant qu'une caméra suit et enregistre les mouvements des doigts, le processeur situé dans l'appareil interprète et traduit les données comme si vous aviez enfoncé les touches.


Si les principales cibles de ces deux sociétés sont bien évidemment les terminaux sans claviers comme les PDA ou téléphones mobiles intelligents, le système intéresse aussi des applications en milieux stérile ou hostile, dans le domaine médical. En tous cas, les deux géants NEC ou Siemens sont d'ores et déjà intéressés et envisagent d'intégrer ce dispositif dans leurs produits.

Le clavier virtuel  indépendant - Système de la taille d'un stylo ©  Virtual DevicesOn peut aussi penser que le système pourra même, à terme, équiper tous nos ordinateurs (voir photo ci-contre ).
Et puis, en allant plus loin, peut-être pourra-t-on aussi un jour se passer radicalement de clavier. Rien n'empêche d'imaginer par exemple la machine obéissant totalement à la parole (1)... et, pour certains cas, d'autres solutions [voir à ce sujet notre article du 2 avril 2001 : "Piloter un avion... au doigt et à l'oeil".

(1) Signalons par exemple que le logiciel Audio Visual Speech Recognition (AVSR) développé aujourd'hui par Intel permet de suivre le mouvement des lèvres et du visage d'un utilisateur. En couplant cette technique avec la voix, ce programme peut fournir suffisamment de données à l'ordinateur pour qu'il réponde à des commandes, même dans un environnement bruyant. Sur le même principe, Microsoft Research développe des outils qui permettent de déplacer des fenêtres de programme ou de faire défiler une page, en combinant commande vocale et mouvement de la main ou d'un pointeur, a proximité de l'écran d'ordinateur...

Pour en savoir plus
Virtual Devices : www.virtualdevices.net (contact : Peteh@virtualdevices.net)
Canesta : www.canesta.com


Hybrot, un robot utilisant des neurones vivants de rat
JPB 08/05/03 [voir aussi notre actualité du 04/01/03]

Hybrot, robot Khepera dont le cerveau utilise des neurones de ratsLa revue américaine EurekAlert présente Hybrot, un petit robot de type Khepera, fabriqué par K-Team S.A, dont le cerveau est constitué d'un tissu de quelques milliers de neurones de rat maintenus vivants dans une solution nutritive (espérance de vie attendue: 2 ans). Ces neurones sont reliés au "corps" du robot par des technologies d'interface neurale déjà développées pour les prothèses intelligentes. On sait que l'Intelligence Artificielle moderne a compris qu'un robot ne peut acquérir d'expérience sans disposer d'un corps réactif avec lequel s'insérer dans son environnement. Ici le corps est artificiel mais le cerveau est biologique. Les chercheurs espèrent ainsi pouvoir étudier in vivo comment les neurones s'organisent en réseaux cognitifs, en attendant de disposer de véritables machines intelligentes utilisant des cerveaux biologiques en complément ou à la place de circuits électroniques. Le nom de Hybrot signifie "hybride de composants biologiques et robotiques".

Le projet est mené  par une équipe dirigée par le Pr Steve Potter, au sein du Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering de la Georgia Tech and Emory University. Il est le principal élément d'un programme de $1.2 million financé par les National Institutes of Health.

Ceux qui suivent notre revue depuis le début pourront constater le progrès réalisé en 3 ans par certains laboratoires. Notre rubrique actualité était à ses débuts fort loin d'évoquer semblables réalisations. Verra-t-on dans les prochaines années s'amorcer une course à la performance entre ceux qui développeront des machines pensantes entièrement robotiques et ceux qui feront appel à des solutions hybrides telle que le Hybrot?

Pour en savoir plus
Article  de EurekAlert : http://www.eurekalert.org/pub_releases/2003-04/giot-gtr042403.php
Communiqué de Georgia Tech, avec photo : http://www.gatech.edu/news-room/release.php?id=125
Steve Potter; Page personnelle : http://www.neuro.gatech.edu/potter/


Hyperspace
JPB 08/05/03

kakuCe titre est celui d'un livre paru en avril 1999, du cosmologiste et prévisionniste Michio Kaku. Celui-ci se dit (je suppose qu'il l'est) un des fondateurs de la célèbre bien qu'encore conjecturale théorie des cordes. Michio Kaku a  le talent de savoir communiquer sur les sujets les plus abstraits. Hyperspace en donne un exemple. Il y explique ce que seraient les super-dimensions, les super-cordes et le voyage dans le temps. Comme le savent nos lecteurs, on ne peut plus aujourd'hui s'intéresser à l'informatique et à l'intelligence artificielle sans s'intéresser à la physique théorique. Michio Kaku a le talent de faire le pont entre celle-ci et les différents développements scientifiques et technologiques prévisibles pour les prochaines décennies. Visions, un autre de ses livres, avait fait autorité en ce domaine. Aujourd'hui, il offre dédie son site à Internet à la "communauté" de ceux qui veulent discuter de ses articles sur l'actualité scientifique et politique. La formule n'est pas mauvaise.

Observons cependant que les choses changent vite dans le domaine de la physique théorique et de la cosmologie. Voyez notre article sur le livre de Joao Magueijo, Faster than the Speed of Light

Pour en savoir plus
Le site de Michio Kaku, organisé en forum de discussion : http://www.mkaku.org/
Sur la théorie des cordes, on doit lire l'inévitable The Elegant Universe, de Brian Greene, ainsi que Lee Smolin, référencé dans notre revue.
Pour les passionnés, le site de Michaël Feltz "Hyperspheres, Hyperspace, and the Fourth Spatial Dimension" donne accès à un grand nombre de publications sur la question http://www.bright.net/~mrf/ .On constatera que notre compatriote Jean-Pierre Luminet y est cité en bonne place.


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