Il arrive parfois que les robots tombent. C’est arrivé la semaine dernière lorsqu’une entreprise russe a présenté le premier robot humanoïde du pays. Un échec embarrassant pour la firme. Chez Disney aussi, les robots tombent. Mais cette fois, ce n’est pas par accident. Dans un article publié sur arXiv, des chercheurs de Disney Research ont étudié comment améliorer la manière dont des robots bipèdes chutent. Le but n’est pas d’empêcher les robots de tomber, mais de limiter les risques de dommages.

Quand la chute devient une fonctionnalité, pas un échec

Pour cela, les chercheurs ont tenté de comprendre pourquoi ils tombent et quelles parties du corps du robot subissent le plus de dégâts. Alors que la majorité de la recherche se concentre sur le perfectionnement des algorithmes qui gèrent l’équilibre, les chercheurs veulent apprendre au robot à tomber d’une manière qui protège les parties les plus fragiles, comme le ferait un humain. Mieux encore, il doit viser une posture finale « visuellement attrayante », afin de conserver l’illusion d’un être vivant plutôt que de tomber comme une enclume.

Les chercheurs ont entraîné les robots avec un système d’apprentissage par renforcement dans une simulation. Le robot a ainsi pu apprendre quels gestes réduisent les dégâts subis, en effectuant les chutes de manière répétée dans un environnement virtuel. Les chercheurs ont utilisé un système de poids pour accorder plus de valeur aux composants les plus fragiles, comme les batteries ou la tête. Le robot est récompensé lorsqu’il parvient à adopter correctement la pose finale demandée, et pénalisé si les parties sensibles subissent des impacts.

Regardez ce petit robot chuter sans s’endommager. © Disney Research

Plus qu’une chute : adopter une posture finale attrayante

Le robot en question ne pèse que 16 kilogrammes, et est assez petit, surtout comparé à des robots humanoïdes comme Optimus de Tesla, ou G1 d’Unitree. Cela limite la force de l’impact lors d’une chute, et se rapproche sans doute plus des animatroniques de Disney. Les chercheurs ont créé un ensemble de 24 000 poses stables pour servir d’objectif au robot, et dix d’entre elles ont été imaginées par des artistes. Pour simuler toutes les chutes possibles avec toutes les poses finales, ils ont utilisé 4 000 robots virtuels effectuant des chutes en parallèle. Ils ont ajouté du bruit gaussien pour mieux simuler des conditions réelles et passer plus facilement du simulateur au monde physique. Après deux jours de calculs, ils ont obtenu un robot qui tombe sans s’endommager. Pour preuve, ils ont pu faire l’ensemble de leurs expériences avec le même robot qui fonctionne toujours parfaitement.

Les chercheurs soulignent les limites de cette étude. Ils ont étudié la chute de manière isolée. Pour un robot avec un système de contrôle plus complexe, il faudra intégrer un système de détection de chutes pour déclencher ces algorithmes. De plus, les chercheurs sélectionnaient à chaque fois une pose finale avant la chute. Il faudrait à l’avenir que le robot puisse sélectionner la pose la plus appropriée à la situation. Enfin, il faudrait aussi combiner avec un système permettant au robot de récupérer après une chute. Les chercheurs espèrent qu’en plus de servir de système de sécurité, cette avancée pourrait permettre la création de robots cascadeurs capable de faire exprès de tomber de manière contrôlée.