Une étude compare 27 robots humanoïdes à des humains pour déterminer qui est supérieur

Les films de science-fiction décrivent l’idée de manière relativement simple : le terminateur – qui tente de détruire ou de sauver l’humanité – est un robot humanoïde si parfait qu’il est dans la plupart des cas supérieur aux humains. Mais quelles sont les performances des robots humanoïdes aujourd’hui en dehors des écrans de cinéma ?

Cette question est abordée par une nouvelle étude de l’auteur principal Robert Riener, professeur de systèmes sensori-moteurs à l’ETH Zurich et fondateur du Cybathlon, publiée dans la revue Frontières de la robotique et de l’IA.

Comparer des pommes avec des pommes

Le premier défi scientifique consistait à développer des critères permettant une comparaison significative entre les humains et les machines. Un robot industriel peignant des carrosseries de voitures sur une chaîne de production le fait plus rapidement, plus longtemps et avec plus de précision qu’un humain. Il est spécialement développé pour cela mais ne possède pas non plus d’autres capacités.

Riener a donc exclu ces robots de l’étude. “Nous, les humains, façonnons notre environnement en fonction de nos critères et de nos besoins. Si les robots doivent nous soutenir de manière significative, ils doivent travailler dans cet environnement créé par l’homme. Nous sommes donc rapidement parvenus à des robots qui ressemblent aux humains, du moins sur le plan anatomique.” C’est pour cette raison que Riener a exclusivement examiné des robots humanoïdes pour cette étude et a intégré 27 spécimens pertinents dans ses recherches.

Mais les chercheurs ont également défini certains critères de sélection au sein de ce type de robot. “Par exemple, pour un robot doté de rouleaux plutôt que de jambes, il serait assez facile de rouler plus vite qu’un humain ne peut courir, mais nous ne voulions pas comparer des pommes avec des poires”, explique Riener.

Seuls les robots à deux ou quatre pattes ont donc été sélectionnés afin de pouvoir également monter les marches. Ils doivent également avoir une silhouette élancée pour pouvoir passer les portes, et une certaine hauteur (au moins 50 cm) avec les bras et les mains (ou extensibles par les bras et les mains) pour pouvoir également ramasser des objets sur un plateau ou une étagère. . Afin de pouvoir travailler avec et soutenir les humains, ils doivent également être silencieux et ne dégager aucune émission de gaz d’échappement.

Les robots sont nettement meilleurs – en termes de composants

Le premier résultat a même surpris le chercheur : si l’on compare les composants individuels des machines et des humains, tels que les microphones avec oreilles, les caméras avec yeux ou les systèmes d’entraînement avec muscles, les composants techniques s’en sortent toujours mieux en termes de propriétés sensori-motrices clés.

De nos jours, par exemple, on utilise des fibres de carbone, qui sont plus dures que les os. Si l’on fait abstraction d’autres propriétés de l’os humain, comme son auto-guérison, la solution technique est nettement supérieure en termes de caractéristiques mécaniques. Ce qui est déconcertant, comme l’explique le professeur de l’ETH, est le suivant : “La question qui se pose est de savoir pourquoi nous ne sommes pas capables aujourd’hui de construire un robot à partir de ces composants de haute qualité, doté de meilleures capacités de mouvement et de perception que les humains.”

Ce qui nous amène au deuxième résultat de cette étude approfondie : si l’on considère les activités que les humains et les machines sont appelés à réaliser, les humains sont généralement supérieurs aux robots. Bien que les robots humanoïdes soient également capables de marcher et de courir, si l’on fixe la vitesse de marche ou de course en fonction des dimensions du corps, du poids ou de la consommation d’énergie, la plupart des robots ne sont plus capables de suivre le rythme.

À 6,1 mètres par seconde, le robot MIT-Cheetah court plus vite qu’un humain qui fait du jogging et porte donc bien son nom. Cependant, le robot à quatre pattes a une consommation d’énergie élevée (973 watts) et n’est également déployé que dans des conditions de laboratoire. Les humains surpassent également largement les robots en termes d’endurance par rapport à la durée de fonctionnement.

Karate Kid avec des articulations raides

Les robots bénéficient pour certaines fonctions de leur précision. “Par exemple, lorsqu’ils sont en équilibre sur une jambe, les robots peuvent facilement raidir leurs articulations, tandis que les humains ont tendance à vaciller un peu, ce qui coûte beaucoup plus d’énergie. Les robots peuvent également reconnaître avec précision les angles de leurs articulations et répéter les mouvements avec une grande précision, ce qui est assez impressionnant et qui rappelle un peu Karate Kid”, explique Robert Riener.

Les résultats sont plus mitigés pour une autre fonction de mouvement : ramasser des objets : si les robots peuvent ramasser des objets extrêmement rapidement, ils ne sont pas encore en mesure de nous surpasser en ce qui concerne nos nombreux mouvements de main différents et les capacités de manipulation de nos doigts. Et une autre faiblesse des robots apparaît en ce qui concerne divers mouvements tels que nager, ramper et sauter, car ils ne sont capables d’effectuer que certains de ces mouvements.

En revanche, la plupart des humains sont facilement capables d’effectuer et de combiner plusieurs de ces mouvements. La pratique du football est citée comme exemple dans la nouvelle étude : les machines sont encore loin de dribbler, de diriger ou d’analyser et d’interpréter la stratégie des autres joueurs.

Les robots peuvent nous soutenir dans le futur

Les robots humanoïdes ne sont-ils donc encore aujourd’hui qu’un gadget ?

“Non, les progrès réalisés par la robotique ces dernières années sont incroyables. Nous souhaitons avoir des robots autour de nous pour qu’ils puissent nous aider dans des tâches difficiles ou dangereuses. Cependant, nos environnements créés par l’homme sont très complexes, et ce n’est donc pas si facile. “, a déclaré Riener.

Selon Riener, une prochaine étape importante consiste à aller plus loin en termes d’ingénierie système et de technologie de commande automatique afin de mieux combiner les composants puissants existants.

Une utilisation serait alors envisageable, par exemple, dans les soins infirmiers et à domicile, dans le secteur de la construction ou dans les ménages, c’est-à-dire partout où un soutien est nécessaire de toute urgence pour soulager le personnel et soutenir les personnes à mobilité réduite, par exemple.