Qu’était ASIMO de Honda, et pourquoi un robot qui marche comptait-il autant?

ASIMO est un robot humanoïde de la taille d’un enfant que Honda a présenté à Tokyo en 2000, capable de marcher en souplesse sur deux jambes, de tourner en marchant et de monter des escaliers ordinaires. Il était le fruit de 14 ans de recherche sur la marche bipède, et il a montré qu’un robot pouvait se déplacer dans des espaces conçus pour les gens plutôt que pour les machines.

Qu’était ASIMO de Honda, et pourquoi un robot qui marche…

Marcher semble facile parce que nous l’avons appris avant de pouvoir nous en souvenir. Pour une machine, c’est l’une des choses les plus difficiles qui soient. Chaque pas exige de soulever un pied, de faire passer un corps lourd au-dessus d’un seul point d’appui et de se rattraper avant de tomber. ASIMO, le robot humanoïde blanc que Honda a présenté en 2000, a été le premier robot que bien des gens ont vu le faire avec aisance, dans un corps à peu près de la taille d’un enfant de dix ans.

Le nom signifie Advanced Step in Innovative Mobility. Le communiqué de presse de Honda qui le présente est daté du 20 novembre 2000 et indique que le robot a été présenté ce jour-là au siège mondial de l’entreprise à Tokyo; Wikipédia situe le dévoilement en octobre 2000. Quoi qu’il en soit, l’année est 2000, et le robot est sorti du centre de recherche de Honda à Wako, au Japon.

Ce que Honda a construit

ASIMO mesurait 120 cm et pesait 43 kg, selon les spécifications de Honda. C’était une réduction spectaculaire par rapport à son prédécesseur, le P3, qui mesurait 160 cm et pesait 130 kg. Honda a choisi cette taille délibérément. Ses chercheurs ont jugé qu’un robot d’assistance devait se situer entre 120 cm et la taille d’un adulte moyen, pour pouvoir actionner des interrupteurs, tourner des poignées de porte et travailler à une table ou à un établi.

Le robot avait 26 articulations qui pouvaient chacune bouger dans une direction, ce que les ingénieurs appellent des degrés de liberté : deux dans le cou, cinq dans chaque bras, un dans chaque main et six dans chaque jambe. Il marchait jusqu’à 1,6 km/h, fonctionnait avec une batterie nickel-hydrure métallique et était dirigé par un opérateur au moyen d’un poste de travail ou d’une télécommande portative. Des capteurs dans chaque pied mesuraient les forces qui s’exerçaient sur la semelle, et un gyroscope dans le torse suivait l’inclinaison du corps.

Le président de Honda, Hiroyuki Yoshino, a présenté l’objectif en termes sociaux. Il a dit que Honda espérait « créer un partenaire pour les gens, un nouveau genre de robot doté d’une fonction positive dans la société ».

Quatorze ans pour apprendre à marcher

ASIMO n’est pas sorti de nulle part. La page d’histoire de Honda en fait remonter l’origine à 1986 et à une paire de jambes mécaniques appelée E0. Cette première machine avait besoin d’environ 15 secondes pour chaque pas, et elle ne pouvait marcher qu’en ligne droite.

La différence clé se situe entre deux styles de marche :

La marche statique garde en tout temps le centre de gravité du corps au-dessus de la semelle d’un pied. Elle est stable, mais terriblement lente, comme une personne qui avance à petits pas sur la glace.
La marche dynamique laisse le centre de gravité passer devant les pieds et utilise la posture pour rester en équilibre, et c’est ainsi que les gens marchent vraiment : une chute contrôlée, rattrapée par chaque nouveau pas.

Voici comment le projet est passé de l’une à l’autre :

Années	Machine	Ce qu’elle a ajouté
1986	E0	Première marche bipède, statique, un pas toutes les 15 secondes
1987–1991	E1–E3	Marche dynamique, fondée sur l’étude attentive de la démarche humaine et animale
1991–1993	E4–E6	Systèmes de commande qui gardent le robot stable pendant la marche
1993	P1	Un torse et des bras; 1 915 mm, 175 kg, avec alimentation et ordinateur externes
1996	P2	Ordinateurs et batteries intégrés; il pouvait monter des escaliers de façon autonome
1997	P3	Entièrement autonome, 1 600 mm et 130 kg
2000	ASIMO	1 200 mm et 43 kg, avec une marche plus fluide et plus souple

Comment ASIMO gardait son équilibre

L’ingrédient nouveau d’ASIMO était ce que Honda appelait la « commande prédictive du mouvement ». Les robots précédents réagissaient à leur propre position après coup. ASIMO essayait d’anticiper son prochain mouvement et de déplacer son poids à l’avance.

Pensez à une tasse de café pleine que vous transportez en tournant un coin. Vous n’attendez pas que le café déborde pour vous ajuster; vous vous penchez légèrement dans le virage avant de le prendre. Le système de commande d’ASIMO faisait quelque chose de semblable, ce qui lui permettait de changer de direction en marchant au lieu de s’arrêter, de tourner et de repartir. Honda a plus tard décrit le système amélioré sous le nom d’i-WALK.

À essayer : traversez lentement une pièce, puis arrêtez-vous à mi-chemin et essayez de vous figer sur un pied au milieu d’une enjambée. Remarquez que votre corps avait déjà commencé à se pencher vers le pas suivant. C’est cette inclinaison vers l’avant qu’un robot à marche dynamique doit calculer, de nombreuses fois par seconde.

Pourquoi ASIMO comptait

ASIMO est devenu un ambassadeur mondial de la robotique. Honda a produit 20 exemplaires du premier modèle en 2002, a loué des robots à des entreprises et a envoyé ASIMO se produire devant des publics du monde entier. Des versions ultérieures reconnaissaient les visages et les gestes (2002), couraient à 6 km/h (2005), travaillaient en équipes coordonnées (2007) et, en 2011, couraient à 9 km/h, sautaient sur une jambe et versaient une boisson à partir d’une bouteille.

Sa contribution plus large a été une démonstration. Les maisons, les bureaux et les gares sont conçus pour le corps humain : des marches, des portes étroites, des interrupteurs à hauteur de main. Un robot capable de marcher sur deux jambes peut, en principe, aller partout où va une personne sans qu’on doive reconstruire le monde autour de lui. ASIMO a rendu cette idée concrète pour des millions de gens.

En juillet 2018, Honda a annoncé qu’elle cesserait de développer de nouveaux robots ASIMO et appliquerait la technologie à des produits plus pratiques. Le savoir-faire tiré de deux décennies de recherche sur la marche est maintenant réorienté vers ces autres usages.

ASIMO relève-t-il de l’intelligence artificielle ou d’une ingénierie astucieuse?

Surtout de la seconde, avec une part croissante de la première. L’ASIMO original était un superbe exploit d’ingénierie de la commande. Sa marche reposait sur des équations soigneusement conçues et des boucles de rétroaction, pas sur l’apprentissage à partir de données, et un opérateur humain lui indiquait où aller. Selon les définitions qu’utilisent la plupart des chercheurs, c’est de la robotique plutôt que de l’IA.

Les modèles suivants se sont rapprochés de l’IA. Reconnaître des visages, suivre le geste d’une personne qui pointe, distinguer trois voix qui parlent en même temps et planifier un trajet autour de gens qui passent font tous appel à la perception et à la prise de décision, le genre de tâches que l’IA cherche à résoudre. La version de 2011 de Honda a été décrite comme capable de continuer à se déplacer sans qu’un opérateur la dirige.

Pour un débutant, ASIMO rappelle utilement que l’intelligence et le mouvement sont deux problèmes distincts. Les systèmes de langage comme GPT-3 peuvent écrire des paragraphes fluides, mais n’ont aucun corps, alors qu’ASIMO avait un corps remarquable et une intelligence modeste. Les chercheurs qui veulent des robots vraiment utiles doivent résoudre les deux à la fois.