Robots dansants de Boston Dynamics : l'innovation en mouvement

La société américaine d'ingénierie et de robotique Boston Dynamics est mondialement connue pour le développement de divers robots dynamiques et hautement mobiles. Nous vous parlerons brièvement de chaque robot à la fin de l'article. Mais pour l'instant, nous voulons montrer une vidéo fascinante intitulée « Spot’s On It », dans laquelle dansent 7 chiens-robots nommés Spot.

 

Spot’s On It | Chiens-robots dansants

Boston Dynamics a été fondée en 1992 en tant que filiale du Massachusetts Institute of Technology. Depuis juin 2021, Boston Dynamics appartient au groupe Hyundai Motor, en l'honneur duquel cette vidéo a été publiée sur la chanson du groupe BTS « IONIQ: I'm On It ».

Parlons maintenant un peu de la création de cette vidéo.

Au début, il n'est pas très clair ce que vous regardez. Les robots jaunes, assis en silence, sont alignés si étroitement qu'ils ressemblent presque à des transats empilés les uns sur les autres. Ensuite, au rythme de la musique, leurs bras s'organisent en une série de motifs fluides, donnant l'impression d'un robot-paon à plusieurs bras devant la caméra. Enfin, les sept Spots se dispersent, synchronisant leurs pas et semblant imiter les mouvements de danse les uns des autres.

Les pas sont si précisément calculés et les mouvements si fluides et harmonieux que vous pourriez penser que les robots écoutent réellement la musique et y réagissent. Mais ce n'est pas le cas, ils écoutent leurs horloges internes synchronisées. Malgré tous leurs capteurs sophistiqués, les robots ne savent même pas qu'il y a de la musique. Et leur capacité à se déplacer dans l'espace sans se marcher sur les pieds est le résultat d'un positionnement et d'une programmation minutieux, plutôt qu'une fonction de robot pour éviter les obstacles.

Le résultat final est transparent, fluide et même un peu impressionnant. Mais dans les coulisses, il y a des heures de travail chorégraphique et d'ingénierie — et tout cela pour une performance de 77 secondes.

« Il y a eu beaucoup de défis pour transférer la vision de notre chorégraphe, habitué à travailler avec des danseurs, dans notre software », note Eric Whitman, un roboticien de Boston Dynamics, qui a joué un rôle clé dans la vidéo publiée « Spot’s On It ».

« Tout devait être pensé à l'avance et programmé précisément selon le scénario. Les robots ont un avantage sur les humains en ce qu'ils sont très répétitifs : une fois que vous avez bien fait les choses, elles restent correctes. Mais ils ont aussi un défaut — vous devez leur dire chaque petit détail. Ils n'improvisent pas du tout ».

Il faut dire que ce n'est pas la première sortie du robot Spot sur la piste de danse. En 2018, Spot a montré ses compétences sur la chanson « Uptown Funk ». Et à la fin de 2020, le robot Spot a rejoint les robots Atlas et Handle dans une performance de danse sur la chanson classique de 1962 « Do You Love Me ». Nous montrerons également ces vidéos ci-dessous.

Une fois ces vidéos terminées, la question évidente reste : pourquoi danser ? Après tout, Spot est déjà utilisé à des fins commerciales. Le robot effectue des inspections dans les centrales électriques et sur les chantiers de construction. Quel est l'intérêt de programmer un robot pour qu'il bouge son derrière ?

« Une performance sportive comme la danse met en valeur la conception mécanique du robot, ainsi que les algorithmes du software, — déclare Marc Raibert, fondateur et président de Boston Dynamics. — Si vous regardez la danse que nous avons exécutée, vous verrez qu'elle comporte des dizaines de comportements différents, ce qui a obligé l'équipe à créer des outils nous permettant de créer ces comportements assez rapidement pour réaliser le projet dans un délai raisonnable. C'est une réponse pratique ».

« Mais pour moi, — ajoute Raibert, — c'était principalement un moyen d'exprimer la créativité et de s'amuser ».

Le roboticien Eric Whitman note qu'il a fallu des années pour développer le comportement habituel de Spot, comme la marche et l'escalade confiantes. Selon lui, la création d'une vidéo de danse comme celle-ci donne aux développeurs un objectif créatif qui conduit à des innovations rapides dans la façon dont le robot peut se déplacer. La danse révèle également des améliorations potentielles dans la conception physique du robot. Ou, comme l'a dit Whitman : « La danse est une forme de test accéléré du cycle de vie de l'équipement ». Par exemple, après que les tests de danse ont montré qu'un coup trop fort sur le genou du robot-chien pouvait conduire à des dommages, l'entreprise a décidé de trouver des matériaux plus fiables pour le haut des jambes du robot.

« Lorsque nous réalisons ces projets, nous avons toujours deux objectifs, — déclare Whitman. — Le premier objectif est d'utiliser la vidéo comme motivation pour améliorer le produit. Le deuxième objectif est de s'amuser en réalisant la vidéo ».

 

UpTown Spot | Chien-robot dansant (2018)

 

Do You Love Me? | Robots dansants Atlas, Handle et Spot (2020)

 

Robots de l'entreprise Boston Dynamics

BigDog

BigDog (Grand chien) — un robot quadrupède, créé en 2005 comme transport robotisé d'assistance pour les forces terrestres, capable de se déplacer sur des terrains fortement accidentés. BigDog peut transporter jusqu'à 150 kg de charge à une vitesse allant jusqu'à 6,4 km/h et franchir une pente de 35 degrés.

 

LittleDog

LittleDog (Petit chien) — un petit robot quadrupède, créé en 2010 à des fins de recherche. Les jambes du robot ont une grande amplitude de mouvement, il est assez puissant pour grimper et marcher dynamiquement.

 

Cheetah

Cheetah (Guépard) — un robot quadrupède, capable d'atteindre une vitesse de 28 miles par heure (45 km/h ou 13 m/s), ce qui est un record pour les robots quadrupèdes en août 2012. Cheetah a un dos flexible, ce qui aide à atteindre une grande vitesse de déplacement. Cependant, cette vitesse correspond au déplacement des jambes du robot, et non à sa capacité à se déplacer lui-même vers l'avant. De plus, ce prototype de laboratoire se déplaçait sur un tapis roulant, alimenté par une installation hydraulique stationnaire.

Par conséquent, le 5 octobre 2013, Boston Dynamics a présenté une version améliorée de ce robot appelée WildCat (Chat sauvage), qui possède un système d'alimentation hydraulique autonome. Sur une surface plane, WildCat atteint une vitesse de 25 km/h.

Il est intéressant de noter que le laboratoire de robotique biomimétique du Massachusetts Institute of Technology a créé son robot analogue, également connu sous le nom de Cheetah. Ce robot guépard pouvait, en 2014, sauter des obstacles en courant, et en 2018, le robot pouvait monter des escaliers.

 

RiSE

RiSE — un robot hexapode, capable de grimper des obstacles verticaux : murs, arbres et clôtures. Pour se déplacer, il utilise des jambes avec des micro-crochets et une queue, il peut changer de posture en fonction de la courbure de la surface. RiSE a une longueur de 0,25 mètre et un poids de 2 kg. Vitesse de déplacement — 0,3 m/s.

 

PETMAN

PETMAN — un robot bipède, créé pour tester des équipements de protection individuelle. C'est le premier robot anthropomorphe qui bouge comme un véritable humain. Il emprunte de nombreuses technologies à BigDog.

 

LS3

Legged Squad Support System (LS3), également connu sous le nom d'AlphaDog, est une version militarisée de BigDog. Ce robot est conçu pour une utilisation militaire et peut fonctionner dans des conditions chaudes, froides, humides et boueuses.

 

Handle

Handle — un robot d'environ 2 mètres de hauteur, capable de se déplacer à une vitesse allant jusqu'à 4 m/s et de sauter en hauteur jusqu'à 1,2 mètre. La particularité du robot est qu'il a des roues sur ses pattes arrière. La batterie est suffisante pour 24 km de marche.

 

Stretch

Stretch — un robot conçu pour manipuler des boîtes et des caisses dans des espaces confinés. Sa tâche principale est de travailler dans les entrepôts et de décharger les camions. La productivité déclarée — déplacer 800 boîtes par heure pesant jusqu'à 23 kilogrammes sans intervention humaine.

 

Pick

Pick — c'est un robot, similaire à Stretch, mais fixé en un endroit précis. Il est conçu pour transporter des caisses. Le robot peut identifier une boîte en moins d'une seconde. Il se débarrasse automatiquement de la feuille de carton.

 

Atlas

Atlas — un robot anthropomorphe de 5 pieds de hauteur (152,4 cm), conçu pour se déplacer sur des terrains accidentés. Il est basé sur un robot humanoïde antérieur, PETMAN. Il marche sur deux jambes et peut utiliser ses mains libres pour transporter des charges ou grimper sur des obstacles verticaux.

 

Spot

Spot (robot-chien) — un robot quadrupède, présenté pour la première fois le 23 juin 2016, capable de développer une vitesse allant jusqu'à 1,6 mètres par seconde. Le robot explore son environnement à l'aide de caméras stéréoscopiques, offrant une vue à 360°. Spot se déplace ainsi avec une mobilité sans précédent, permettant d'automatiser les tâches de vérification et de collecte de données de manière sécurisée, précise et fréquente. Le robot-chien pèse 25 kilogrammes.

Spot est un robot mobile et agile, adaptable pour un large éventail d'applications. La plateforme de base assure la mobilité sur terrain accidenté, l'évitement des obstacles, ainsi que divers niveaux de navigation, de télécommande et d'autonomie. Le fabricant affirme que Spot peut être configuré en ajoutant des capteurs spécialisés, des logiciels et d'autres charges utiles. Les premiers clients de Boston Dynamics testent déjà Spot pour la surveillance des chantiers et la vérification à distance du pétrole et du gaz, des installations énergétiques et de la sécurité publique. Spot est en production de masse et actuellement livré à des utilisateurs sélectionnés en avant-première.

Pour démontrer cette théorie, nous montrerons ci-dessous la vidéo officielle de Boston Dynamics.

 

Factory Safety Service Robot

Factory Safety Service Robot (Robot de service de sécurité en usine) a été présenté le 17 septembre 2021. Il est basé sur le robot Spot existant. Sa caméra thermique intégrée et son système 3D LiDAR aident à détecter les personnes à proximité, à surveiller les risques d'incendie et à reconnaître les portes ouvertes et fermées.