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Article. Apprentissage du langage chez le robot iCub
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 25/01/2013

 

Nous avons plusieurs fois souligné l'intérêt, concernant la robotique, de la procédure de l'Open source qui a fait dans de nombreux domaines le succès des logiciels libres: développer sur une plateforme commune des applications susceptibles d'être mises à disposition d'autres développeurs et utilisateurs. Ainsi peuvent se constituer des communautés non soumises aux restrictions imposées par les firmes commerciales et le secret défense.

Dans le domaine de la robotique, le cas le plus intéressant est celui du consortium RobotCub composé de plusieurs universités européennes et de son robot iCub. iCub est un petit robot humanoïde conçu par le consortium en 2006 (image). L'objectif principal de cette plate-forme est l'étude de la cognition robotique, par le biais de la mise en œuvre d'algorithmes éventuellement bio-inspirés . C'est un projet ouvert à de nombreux égards : les plans et les spécifications du robot sont accessibles à tous, et tous les logiciels sont en Open source.

A partir de cette plateforme, des chercheurs de l'Inserm et du CNRS Lyon 1 ont conçu un « cerveau artificiel simplifié » qui reproduit certaines des connexions dites récurrentes du cerveau humain. Il a été implémenté sur un robot iCub. Ce système permet au robot d'apprendre puis comprendre de nouvelles phrases contenant des structures grammaticales inédites. Il peut ensuite faire le lien entre ces phrases et même anticiper la façon dont celle en cours de réception se terminera avant même que l'interlocuteur du robot n'ait fini de la prononcer.

Ce modèle de cerveau artificiel a été développé en s'inspirant de ce que l'on sait des capacités du cerveau humain à apprendre un nouveau langage. Les chercheurs se sont appuyés sur les travaux de l'unité 846 de l'Inserm en charge de l'Institut " Cellule souche et cerveau" qui étudie les structures du cerveau humain et ses mécanismes d'apprentissage.

Un des caractères remarquables du cerveau humain est la rapidité avec laquelle il comprend et produit le langage. Il peut traiter quasi en temps réel les premiers mots d'une phrase entendue et en inférer la suite. De plus, toujours en quasi temps réel, il peut si nécessaire corriger ses prédictions, soit à la réception de la suite de la phrase soit en les confrontant à des connaissances déjà acquises. La région qui dans le cerveau relie le cortex frontal et le striatum ou corps strié joue un rôle clef dans ce processus.

Au sein de l'unité 846, l'équipe de Peter Ford Dominey a conçu pour son cerveau artificiel une construction neuronale analogue à celle du cerveau. Elle est dite récurrente en ce sens qu'elle créée des boucles locales en feed-back qui remontent des nouvelles entrées sensorielles à celles précédemment enregistrées, en les modifiant si nécessaires.

Le robot humanoïde iCub ayant reçu ce cerveau peut en conséquence comprendre des phrases simples et exécuter les ordres correspondants. La vidéo qui vient d'être publiée montre le robot répétant la phrase, expliquant qu'il l'a bien comprise et faisant ensuite ce qui lui avait été demandé.

Applications thérapeutiques

Les chercheurs envisagent d'utiliser ces premières réalisations pour traiter des troubles du langage. Des senseurs seront placés sur le crâne de personnes volontaires pour identifier les aires cérébrales intervenant dans ces tâches ainsi que les éventuelles déficiences susceptibles de survenir. Ceci notamment dans le cas de la maladie de Parkinson.

On peut penser que ces recherches iront enrichir l'Human Brain project développé désormais au plan européen. Au delà de cela, elles permettront d'améliorer les capacités langagières et d'apprentissage des robots, ainsi que leurs communications avec les humains. L'enjeu est primordial pour le développement de la robotique sociale.

Comme nous l'avions indiqué dans nos deux articles consacrés aux projets européen et américain Human Brain, des recherches semblables sont conduites – autant que l'on sache – par des laboratoires travaillant pour le département de la Défense américain. Mais elles demeurent confidentielles. Ce qui ne devrait pas être le cas de celles menées, en open source et publiées sur le site PLOS One, telle celle que nous venons de mentionner.

Sources
* Article dans PLOS One « Interactive Language Learning by Robots: The Transition from Babbling to Word Forms »
* U 846 :Institut Cellule Souche et Cerveau
* ICub http://en.wikipedia.org/wiki/ICub

 

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