Des trous, des p’tits trous… sur Mars

Enfin ! On commençait à désespérer… Le rover Curiosity est arrivé sur Mars début août 2012. Et il a fallu attendre six mois pour qu’il entame enfin son véritable travail : l’analyse de la roche martienne. Avec, en arrière pensée, l’espoir de découvrir des traces de vie ancienne sur la planète rouge.

Le premier forage sur Mars

La Nasa l’a annoncé fièrement le 9 février 2013 : pour la première fois, un robot perce des trous dans le sol de Mars pour récolter des échantillons. Et il faut reconnaître que cela donne un petit frisson. Cela se passe à quelque centaines de millions de km de la Terre. Là-bas, un robot qui pèse autant qu’une petite voiture (900 kg) se promène à la recherche de sédiments sans doute vieux de plusieurs milliards d’années et qui ont été déposés par les immenses rivières qui sillonnaient Mars à cette époque. Que contenait cette eau ? Avait-elle, comme sur Terre, contribué à la création d’une forme de vie ? Curiosity va-t-il en trouver des traces indubitables ? Ce sont les questions qui hantent les chercheurs de la Nasa. Et Mars nous donne une formidable chance d’y répondre avec une très grande précision. En effet, pour les milliards d’exoplanètes qui existent dans la Voix Lactée et les galaxies environnantes, les mesures seront forcément faites à distance. A très grande distance. L’homme n’est pas prêt d’y poser le pied. Avec Mars, tout est différent.

Peu à peu, au fil des missions, comme celle qui a précédé Curiosity avec les robots Spirit et Opportunity arrivés en 2004, la planète rouge devient de plus en plus familière. Ses paysages, qui ressemblent tant à ceux de nos déserts terriens, ont fini par faire partie de notre album photo mental. Certes, comme les images d’une contrée inaccessible pour la grande majorité des hommes. Mais des images dans lesquelles nous savons que nous verrons, un jour, un homme dans sa combinaison blanche. Un homme qui foulera ce sol jaunâtre…

1,6 cm de diamètre sur 6,4 cm de profondeur

Premier acte de ce futur viol d’une terre vierge, un trou percé à l’aide d’un foret. Tout un symbole… Bon, la saillie reste modeste: un diamètre de 1,6 cm sur 6,4 cm de profondeur. Pas de quoi bouleverser une planète. Mais, déjà, quelques surprises. D’abord en raison d’un phénomène optique qui donne l’impression que les trous… sont en relief. Et puis, la couleur. Sous la pellicule de poussière ocre, le sol se révèle gris comme du ciment. Sur Mars, la roche mère est donc aussi blanche que du calcaire sur Terre.

La poudre de roche martienne créée par la mèche de la perceuse est acheminée par des cannelures jusqu’au système de collecte des échantillons du rover, le Chimra. “Nous allons secouer la poudre recueillie pour nettoyer les surfaces internes du mandrin”, explique Scott McCloskey, l’ingénieur responsable du système de forage. “Ensuite, le bras transférera la poudre de la perceuse jusqu’à la pelle où nous pourrons voir enfin l’échantillon”, précise-t-il.

Les opérations ainsi réalisées pour une bonne partie à l’aveugle ont demandé une conception minutieuse. “Construire un outil pour interagir violemment avec des roches inconnues sur Mars impose un programme de développement et de test ambitieux”, confirme Louise Jandura, ingénieur en chef du système d’échantillon qui indique que la mise au point du système de forage a conduit à tester 8 perceuses qui ont réalisé 1200 trous sur 20 types de roche différents sur Terre.

Une fois parvenue au système d’analyse des échantillons, la poudre martienne sera vibrée et tamisée pour retirer les grains supérieurs à 150 microns de diamètre. La petite partie de l’échantillon restante tombera dans les systèmes d’analyse, le CheMin et le SAM, qui pourront alors commencer la mise à nu de la minéralogie et de la chimie martienne.

Michel Alberganti

- Mise à jour le 10 février 2013 avec la vidéo -

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Pas de fleurs pour Curiosity sur Mars

La nature a horreur du vide. La presse aussi. Surtout lorsque, après l’enthousiasme suscité par l’atterrissage du rover Curiosity sur la planète rouge, elle attend depuis 5 mois de nouvelles chroniques martiennes croustillantes. Hélas, Curiosity nous laisse, pour l’instant, sur notre faim. Pas la moindre trace de vie détectée par sa panoplie d’instruments de mesure. Pour l’heure, le Rover se ballade lentement. Il se prend en photo. Il shoote le panorama autour de lui. Et il vient de commencer à utiliser sa “balayette” pour épousseter une zone ovale. Très bien nettoyée, semble-t-il… Mais des découvertes majeures annoncées, point.

Alors, désœuvrés, les chroniqueurs fouillent dans l’album de photos de Curiosity. Dans la grisaille verdâtre, soudain, quelques points blancs surgissent ! Aussitôt agrandie et “photoshopée”, la photo révèle… les pistils d’une fleur. On aurait pu y voir des pétales… Qu’à cela ne tienne ! Une fleur sur Mars ? On se serait contenté d’un fossile de fleur. Le site bien nommé Above Top Secret cueille la nouvelle et titre, le 29 décembre 2012 : “Une “fleur martienne” ! Curiosity 132 ème jour !

Quelques jours plus tard, le 3 janvier 2013, un blogueur sur NBCNews, Alan Boyle, reprend l’affaire. En titrant sur la fleur, mais en commençant son article sur le panorama pris par Curiosity lors du 132 ème jour de son séjour martien. L’une des photos utilisées est, justement, celle débusquée par Above Top Secret. La rigueur pousse le journaliste à investiguer.

Pour éviter la mésaventure du mois d’octobre 2012, où une “anomalie” sur une photo s’était révélée être un morceau de Curiosity lui-même, Alan Boyle interroge Guy Webster, principal porte-parole au JPL des missions de la Nasa sur Mars. Réponse : “Il apparaît que cela fait partie du rocher et n’est pas un débris du vaisseau spatial”. Ouf, la possibilité d’une fleur est sauve. Mais le doute persiste. Alan Boyle promet de nous tenir au courant.

En attendant, Fox News reprend, le 7 janvier 2013,  le sujet et titre : “Le rover Curiosity trouve une “fleur” sur Mars“. Sans apporter d’information supplémentaire et en profitant de l’occasion pour mentionner les dernières étapes de Curiosity près du rocher baptisé “Snake River”.

Faute de percer le mystère, Curiosity s’apprête à forer un premier trou dans une roche martienne. Espérons que ses analyses seront plus sérieuses que cette fleur imaginaire (la Nasa n’a rien publié sur le sujet, alors que si c’était vraiment une fleur…). Le rover qui a coûté 2,5 milliards de dollars est attendu au tournant. On se souvient des polémiques sur le choix de son lieu d’atterrissage. Pour l’instant, son concurrent, le rover mort-vivant Opportunity lui taille des croupières. Après 9 années d’exploration au lieu des 90 jours de mission prévus au départ et le décès de son collègue Spirit en 2010, Opportunity a découvert, en décembre 2012, des dépôts d’argile, similaires à ceux qui se forment sur Terre en présence d’eau. Hélas pour lui, il ne dispose pas des même instruments d’analyse que Curiosity. Sinon, il aurait peut-être pu tomber, le premier, sur des traces de vie. La prime à l’ancienneté…

En attendant l’issue de la course qui se joue sur Mars entre les deux robots, il reste les sublimes images prises par Mars Reconnaissance Orbiter qui continue à photographier la planète rouge. En particulier son hivers de neige de gaz carbonique. Un hivers glacé à -125°C. Mais quelle étonnante beauté…

Michel Alberganti

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Le robot mulet répond à la voix du soldat, le suit et porte son barda

Lorsqu’il fera son apparition sur les champs de bataille, nul doute que le robot mulet LS3 donnera l’avantage aux soldats qui l’utiliseront, ne serait-ce que par l’effet de surprise de leurs adversaires. L’engin développé par l’entreprise Boston Dymanics est probablement le plus gros robot parvenu à un stade aussi avancé de développement. Il peut en effet transporter environ 180 kg de matériel et dispose d’assez de carburant pour parcourir 30 km et fonctionner pendant 24 heures. Déjà, lorsque le LS3 était à l’entrainement dans un laboratoire, bardé de fils et de câbles, il impressionnait par les mouvements de ses quatre pattes, très proches de celles d’un animal comme une vache, un cheval ou un mulet, mais aussi par ses capacités de relèvement après une chute. Mais les premiers séquences vidéo filmées dans la nature sont, elles, tout bonnement sidérantes. Vous pouvez juger par vous-même :

La dernière vidéo date du 19 décembre 2012 et montre, pour la première fois, le LS3 lourdement chargé et, surtout, capable de suivre un soldat sur des terrains accidentés. On note qu’il répond aux commandes vocales et qu’il est capable de trouver son chemin pour rejoindre le soldat en évitant les obstacles. L’engin conserve son aptitude à se relever après une chute, même sur un terrain boueux. Une fonction essentielle car, vu son poids, il est impossible à un homme seul de le remettre debout. Ses flancs équipés d’arceaux jouent un rôle important pour cette opération tandis qu’un réseau de barres protègent la tête et son électronique.

Un tel engin démontre, une nouvelle fois, les ressources fournies par le biomimétisme. La démarche des quadrupèdes est, ici, parfaitement reproduite. Au trot, le LS3 semble ne plus toucher le sol. Et il compense son manque de souplesse par un  jeu des articulations des pattes avant qui lui permettent de se sortir de tous les mauvais pas.

Financé par la Darpa, l’agence américaine des projets avancés de l’armée, et par la marine américaine, le LS3 préfigure peut-être l’équipement des soldats de demain. Difficile de ne pas penser, en le voyant évoluer, à certains robots de Star Wars. Pourtant, la fonction de ce mulet métallique n’est guère belliqueuse puisqu’elle se limite au transport de matériel. La tentation de l’équiper d’armement doit néanmoins titiller certains responsables militaires. Le mulet se transformerait alors en dragon crachant du feu et des balles sur son passage, sorte d’hélicoptère au sol… De quoi rêver, ou cauchemarder…

Michel Alberganti

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Faudra-t-il considérer les robots comme des personnes ?

DOMIN : Sulla, laissez Mademoiselle Glory vous regarder un peu.
HELENA : (se lève et tend la main) Ravie de vous rencontrer. Ce doit être très dur pour vous, ici, coupée du reste du monde.
SULLA : Je ne connais pas le reste du monde, Mademoiselle Glory. Je vous en prie, asseyez-vous.
HELENA : (s’assoie) D’où venez-vous ?
SULLA : D’ici, l’usine.
HELENA: Oh, vous êtes née ici.
SULLA : Oui, j’ai été fabriquée ici.
HELENA (Surprise) Comment ?
DOMIN : (riant) Sulla n’est pas une personne, Mademoiselle Glory, elle est un robot.
HELENA : Oh, s’il vous plait, excusez-moi.

Cette scène du début de la célèbre pièce de théâtre R.U.R. de Karel Kapek, écrite en tchèque en 1920 et qui a utilisé pour la première fois le mot robot, illustre parfaitement le problème qui finira, tôt ou tard, par se poser vis à vis de ces machines dont l’aspect et les performances se rapprochent de plus en plus de celles de l’être humain. Il est remarquable que cette question soit apparue dès la première utilisation du mot robot, à une époque où ce qu’il désignait n’existait pas encore. Cela prouve à quel point la projection dans l’avenir des machines conduit tout droit à l’interrogation sur le type de relations qu’elles entretiendront avec l’homme le jour où…

Quand l’autre n’est pas humain

Pour David Gunkel, docteur en philosophie, professeur de communication à l’université d’Illinois du Nord, ce problème de science fiction est en train de devenir rapidement un “fait scientifique”. Sa réflexion sur ce sujet fait l’objet d’un livre intitulé The machine question, perspectives critiques sur l’intelligence artificielle, les robots et l’éthique, publié, en anglais pour l’instant, par The MIT Press le 13 juillet 2012. “Beaucoup d’innovations dans la manière de penser au sujet des machines et de leur considération morale ont été apportées par la science fiction et ce livre fait appel à la fiction pour nous montrer comment nous avons à faire face à ce problème”, explique l’auteur. La question de l’éthique se pose dès lors que l’on traite de responsabilité vis à vis d’autrui. Cet autrui est alors supposé être une personne. David Gunkel souligne que cette pierre angulaire de l’éthique moderne a été significativement contestée, en particulier par les militants de la cause des droits des animaux mais également par ceux qui travaillent à la pointe de la technologie.

“Si nous admettons que les animaux méritent une considération morale, nous devons sérieusement nous interroger sur les machines qui constituent la prochaine étape dans le regard porté sur un autre qui soit non-humain”, déclare David Gunkel. Bien entendu, ce questionnement constitue le fondement du film de Steven Spielberg A.I. Artificial Intelligence (2001) dans lequel un enfant robot est vendu à une famille qui veut remplacer un fils défunt. L’attachement de la mère envers cet enfant parfait révèle l’un des aspects les plus troublants des mécanismes de l’affection chez l’être humain. Son objet n’est pas obligatoirement humain. Les liens entretenus avec les animaux mais aussi les objets comme les automobile, par exemple, le montrent.

Qui est responsable des actions des machines ?

Que se passera-t-il lorsque les machines disposeront à la fois d’une apparence et d’une intelligence qui se rapprochera, voire dépassera, celles des hommes ? C’est la question que traite David Gunkel dans son livre. Elle devrait faire couler beaucoup d’encre avant que nous trouvions la clef de cette nouvelle relation. L’auteur souligne le cas des interactions en ligne avec des machines et celui, de plus en plus fréquent, des relations entre elles. “Les machines ont pris le contrôle. C’est arrivé”, estime-t-il.

Les problèmes posés par la place de plus en plus importante et stratégique des machines ne se résument pas aux questions psychologiques. Lorsqu’elles deviennent capables d’innover par elles-mêmes et de devenir plus intelligentes, qui est responsable de leurs actions ? Leur fabricant, leur concepteur ? Mais si des machines fabriquent d’autres machines ? “On pourrait considérer l’informaticien qui a écrit le programme initial comme un parent qui n’est plus responsable des décisions et des innovations de machines qu’il a conçues“, déclare David Gunkel.

Code de robot-éthique

Certains gouvernements commencent à statuer sur ces questions comme la Corée du Sud qui a créé un code éthique afin d’éviter que les humains n’abusent les robots et vice-versa. Le Japon travaille sur un code de comportement des robots destiné, en particulier, à ceux qui sont employés par des personnes âgées.

Pour David Gunkel, il est nécessaire de susciter le débat sur ces questions dans la communauté des ingénieurs qui fabriquent ces machines et qui ne sont pas préparés aux interrogations éthiques. Le but de son livre est de contribuer à l’émergence de telles discussions. “Il s’agit de relier les points des différentes disciplines et d’amener les scientifiques et les ingénieurs à parler aux philosophes qui peuvent apporter 2500 ans de réflexions éthiques pour les aider à traiter les problèmes posés par les nouvelles technologies”. Difficile de refuser cette main tendue…

Et vous ? Qu’en pensez-vous ? Faudra-t-il, un jour, considérer les robots comme une catégorie particulière de personnes ?

Michel Alberganti

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Curiosity réussit sa première analyse du sol de Mars avec son laser

Le 19 août 2012, le rover Curiosity a effectué sa première analyse du sol martien à l’aide de son instrument Chemical and Camera (ChemCam), construit en partie par la France à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) sous la direction de Sylvestre Maurice, en lien avec le CNES.

Le ChemCam est digne des films de science fiction avec son rayon laser pouvant porter à près de 10 mètres. Pour le reste, il s’agit d’un instrument très scientifique puisque les tirs de son rayon n’ont d’autre but que de vaporiser un peu de roche martienne afin d’en analyser les constituants.

Treize jours après son atterrissage sur la planète rouge, Curiosity a donc commencé son travail essentiel d’exploration. L’échantillon de roche choisi, le premier d’une planète extraterrestre à être analysé avec cette méthode, a été baptisé Coronation par la Nasa. Le ChemCam l’a bombardé avec 30 pulsations de son laser. L’opération a duré 10 secondes. Chaque pulsation a frappé la surface avec une énergie d’un million de watts pendant 5 milliardièmes de seconde. Cette énergie a transformé les atomes de la surface de la roche en un plasma brillant dont la lumière est riche d’enseignements. En la captant avec ses trois spectromètres, le ChemCam a engrangé toutes les informations nécessaires pour analyser la composition de Coronation.

Ce premier tir avait essentiellement pour but d’étalonner le CheCam sur le sol martien. Mais il pourrait aussi apporter des informations intéressantes. Les chercheurs qui vont analyser les données vérifieront l’évolution de la composition après chaque pulsation. Les changements, s’ils existent, permettront de connaître la composition de la roche en profondeur, sous sa surface.

Curiosity est donc désormais à pied d’oeuvre. Tout semble fonctionner à merveille, en particulier ce ChemCam, composant essentiel pour sa mission. Sur ses 6 roues, le rover va devoir gravir la distance qui le sépare du Mont Aegis, considéré comme un grand livre de l’histoire de Mars que le robot va devoir déchiffrer au cours des prochains mois.

Michel Alberganti

 

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Premières images du théâtre d’opération de Curiosity


Après les premières photos assez décevantes prises par le rover Curiosity à la surface de Mars depuis son atterrissage, le 6 août 2012, voici enfin des images permettant de se faire une idée du théâtre des opérations du robot à 6 roues chargé de détecter des traces de vie passée sur la planète rouge. Ci-dessus, la vue en 3D du cratère Gale, reconstituée à partir de 3 images prises par des sondes en orbite autour de Mars (Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter et Viking) , montre l’ensemble du cratère de plus de 155 km de diamètre avec, en son centre le Mont Aeolis, haut de 5500 mètres.  Pour visualiser la position de Curiosity,  le point vert dans l’ellipse bleue de la zone d’atterrissage, il faut agrandir cette image en cliquant sur elle. Le rover se situe dans la partie basse, un peu à droite.


La zone qu’il va étudier pendant au moins  deux ans se trouve entre sa position actuelle et le Mont Aeolis. Grâce aux photos prises à la verticale par le satellite Mars Reconnaissance Orbiter, dont les couleurs ont été accentuées, nous découvrons (à gauche), le terrain que Curiostity va explorer. Cette bande de terre s’étend de la position du robot (partie haute de l’image) jusqu’à une zone située avant le début du Mont Aeolis (en bas) qui est donc invisible. On découvre le champ de dunes que le rover devra traverser et qu’il analysera.

La qualité de ces images (62 cm par pixel) nous plonge dans ce décor qui ressemble fort à celui d’un désert terrien. De quoi conforter ceux qui continuent à penser que l’exploration spatiale n’est autre qu’un film tourné par la Nasa sur notre Terre… Les autres pourront interpréter ces similitudes comme l’un des signes de parenté entre Mars et la Terre. Au fond, ces deux planètes sont telluriques et elles ont pratiquement le même âge (plus petite, Mars se serait formée plus rapidement que la Terre).

Curiosity va partir en quête d’une autre parenté : celle de la vie. Avant de perdre l’eau qui l’a recouverte, Mars a-t-elle été le berceau d’une quelconque forme de vie ? Le robot dispose des moyens d’analyse nécessaires pour faire une telle découverte qui serait l’une des plus importantes réalisées par l’humanité. Mais il lui faudra peut-être de la chance pour que ses outils dénichent cette preuve. Malgré l’absence d’hommes sur Mars, la mission de Curiosity s’annonce donc comme l’une des plus passionnantes de l’exploration spatiale.

Michel Alberganti

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Curiosity s’est posé sur Mars !

Lundi 6 août 2012

7h10 – Tension des grands jours dans le centre de contrôle de la mission au Jet Propulsion Laboratory.

7h13 – Premiers applaudissements – Le vaisseau est prêt à se séparer de l’étage de croisière.

7h15 – Soulagement lorsque la séparation est confirmée. Les sourires s’allument.

7h17 – Sept minutes avant l’entrée dans l’atmosphère. Les masses d’équilibrage du vaisseau sont éjectées.

7h20: 5 minutes avant l’entrée.

7h25: Début de l’entrée dans l’atmosphère de Mars – Tout va bien. Sourires sur les visages.

7h27: Contact avec la sonde Odyssée qui va relayer les signaux émis par  Curiosity après son atterrissage ! Applaudissements

7h29: Le parachute est ouvert !

7hh30: 6,5 km d’altitude – 90m/s

7h31: Séparation du parachute

7h32: Explosion de joie. “Curiosity s’est posé !!!”

7h34: Première image de Curiosity !!! “C’est la vraie! C’est la vraie!”

L'ombre de Curiosity sur Mars

7h37: Seconde image: “Vous pouvez voir. Incroyable. C’est fantastique !”

7h45: Le brouhaha continue dans le centre de contrôle.

7h47: Nous sommes sur le sol de Mars mais nous savons pas où.

7h48: La fête est finie. Tout le monde a repris sa place sans la salle de contrôle.

7h52: Arrivée des coordonnées de l’atterrissage.

La NASA vient de réaliser l’un de ses plus grands exploits: poser un robot de 900 kg sur la surface de Mars exactement comme prévu.

Michel Alberganti

Suivez l’événement sur la NASA TV

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Affetto, le bébé robot qui fait froid dans le dos

Son nom n’a pas été choisi au hasard. Affetto, en italien, signifie quelque chose comme touchant ou affectueusement. En fait, il aurait pu se nommer Gelato, comme transi de froid ou de peur tant ce bébé robot inspire plus de terreur que de tendresse. On pense aux Gremlins de Joe Dante, pour le coté faussement mignon, mais surtout à David, l’enfant de AI Intelligence artificielle de Spielberg (2001) pour le réalisme qui fait vaciller les repères et pointer le spectre de la confusion entre l’humain et le machin (masculin de machine…).

La création du laboratoire Asada d’Osaka, au Japon, a fait l’objet d’une vidéo publiée le 24 juillet 2012 sur YouTube (ci-dessus). Si la première minute relève de l’horreur ordinaire, avec ce corps de métal, avec bavoir en forme de sternum, qui commence à bouger comme un bébé humain, à partir de 57 secondes, on plonge dans l’effroi et la terreur. Dès qu’Affetto revêt son visage humain, il devient soudain… un bébé. On a beau savoir pertinemment qu’il s’agit d’une machine, ses gestes disent le contraire, tant l’humanisation est réussie. Et que dire de son regard ? Il tend pourtant un bras sans main et son visage reste inexpressif. L’on frémit alors en imaginant la version finale, avec main potelée et mimique de bambin… Que ressentirons-nous alors ? En 2011, Affetto n’avait pas encore de tronc mais la mobilité de son visage, posé sur une table, levait le coin du voile sur le résultat final:

Toute la question posée par ce type de travail sur les robots humanoïdes réside dans le malaise qu’ils produisent sur nous. Rien d’anormal à cela, si l’on en croit les chercheurs qui ont travaillé sur la “vallée de l’étrange” (uncanny valley) comme Ayse Pinar Saygin de l’université de Californie à San Diego. Notre cerveau, celui des humains, est programmé pour distinguer très rapidement un homme d’un animal ou d’une machine. Notre perception est si fine que certains scientifiques estiment que nous pouvons même déceler certaines orientations sexuelles au premier coup d’oeil.

Neurones miroirs

En revanche, nos neurones ne savent pas, faute d’expérience, traiter les sujets intermédiaires comme un robot qui bouge comme un être humain ou qui lui ressemble trop. C’est exactement le cas d’Affetto alors même qu’il n’a pas atteint son stade final. L’objectif de Minoru Asada qui dirige le laboratoire depuis 1992 ne semble pas concerner directement la robotique. Pour lui, le robot enfant permet surtout d’explorer de façon différente les relations qui se créent entre un humain et “l’autre”. Mais le choix d’un bébé de 3 kg censé être âgé de 1 à 2 ans n’est certainement pas dû au hasard. La recherche d’un réalisme troublant non plus. Minoru Asada mentionne les neurones miroirs comme l’une des cibles principales pour comprendre les mystères de ce sentiment de différenciation entre soi et les autres. Gageons que le réalisme d’Affetto pourrait ouvrir la voie à d’autres découvertes. Comme, par exemple, le mode d’apprentissage du cerveau pour ajouter de nouvelles catégories au répertoire d’identités qu’il peut reconnaître sans ambiguïté: l’androïde, le gynoïde et aussi, désormais, le pedoïde…

Michel Alberganti

 

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Se servir un café à la seule force… de la pensée

 

Une personne paralysée se sert un café grâce à un bras robotisé qu'elle contrôle par la pensée

En matière d’interface cerveau-machine, les quinze dernières années ont été très fructueuses. Mais la dernière expérience réussie dans ce domaine franchit une étape décisive. En effet, pour la première fois, la personne paralysée équipée d’électrodes implantées dans son cerveau parvient à une maîtrise très fine du mouvement dans l’espace qu’elle imprime au bras robotisée. Elle le guide pour qu’il saisisse un thermos de café, la déplace pour l’approcher de sa bouche jusqu’à ce qu’elle puisse boire le café avec une paille et, ensuite, repose le thermos à sa place. Tout cela par la seule concentration de sa pensée.

 

Les chercheurs sont parvenus à obtenir le déplacement d’un bras robotique par un singe dès l’an 2000 (Miguel Nicolelis de la Duke University à Durham, en Caroline du Nord). L’équipe de John Donoghue, neurologiste à l’université Brown à Providence (Rhode Island), a obtenu un résultat identique en 2004. En 2006, elle a équipé des personnes paralysées avec des électrodes leur permettant de déplacer un curseur sur un écran d’ordinateur. La nouvelle expérience, réalisée par la même équipe de John Donoghue et publiée dans la revue Nature du 16 mai 2012, est encore plus spectaculaire car elle ouvre le champ des applications permettant aux handicapés moteurs, au delà de la faculté de s’exprimer, de pouvoir être assistés dans leur vie quotidienne par des machines qu’ils contrôlent par la pensée. La vidéo brute de l’expérience, reprise par le magazine Wired, est impressionnante et émouvante :

Cette version muette de la vidéo présente l’avantage de montrer l’intégralité du geste effectué par le bras robotisé actionné par le cerveau de Cathy Hutchinson, une patiente de 58 ans victime d’une attaque cérébrale il y a 15 ans et privée, depuis, de l’usage de tous ses membres et de la parole. Pour elle, ce simple geste est le premier qu’elle peut contrôler depuis cet accident. On note parfois une tension perceptible sur son visage et quelques petits mouvements de ses bras. Le geste du robot piloté par la pensée laisse pantois. Malgré quelques hésitations, il est d’une remarquable précision. On note que Cathy Hutchinson est gênée par la paille après avoir bu. Mais elle pense alors à faire pivoter le poignet du robot et le conduit ensuite sans problème jusqu’à ce qu’il repose le thermos. Son sourire final exprime bien ce qu’elle doit ressentir à cet instant.
Un autre patient, un homme de 66 ans également victime d’une attaque cérébrale, en 2006, ne peut bouger que sa tête et ses yeux. Voici l’exercice effectué en utilisant sa seule pensée :

Là encore, on peut mesurer la difficulté de l’exercice grâce aux multiples échecs dans la saisie de ces balles en mousse de 6 cm de diamètre fixées à l’extrémité de tiges souples. Les deux patients, Cathy Hutchinson et l’homme, anonyme et désigné par le nom T2 dans l’étude publiée, ont travaillé sur ce test. Sur 200 essais, ils ont réussi à atteindre et à toucher les balles dans 49% à 95% des cas. Dans les deux tiers des atteintes, la main est parvenue à serrer les balles entre ses doigts.

La brainGate est un réseau de 96 électrodes implantées dans le cortex moteur des patients

Pour réaliser ces tâches, les deux patients ont reçu un implant dans leur cerveau. Il s’agit d’une petite pastille carrée, baptisée BrainGate,  couverte par 96 électrodes fixées sur le cortex moteur des deux personnes. Ces électrodes captent les signaux directement émis par le cerveau et qui sont ensuite traités par un ordinateur qui les transforme en commandes pour les mouvements du bras robotisé dans l’espace. Cela signifie que les informations issues du cerveau doivent correspondre aux mouvement de chaque articulation du bras robotisé, soit l’épaule, le coude, le poignet et les doigts. C’est dire la complexité à la fois de l’effort mental des patients et du traitement informatique réalisé en temps réel.

D’après les chercheurs, il semble qu’aucun entraînement spécifique n’ait été nécessaire aux patients. Sans doute parce que les électrodes sont implantées dans une région dédiée au contrôle des mouvements du corps. Néanmoins,  Cathy Hutchinson a reçu cet implant il y a 5 ans, ce qui laisse supposer qu’elle a eu le temps de s’y accoutumer. Les chercheurs ne nient pas le manque de précision qui subsiste dans les gestes commandés par le cerveau. Néanmoins, cette expérience montre que des mouvements utiles dans la vie quotidienne peuvent être effectués par le seul contrôle de la pensée.

Bien entendu, ces progrès rappellent l’objectif ultime des chercheurs dans ce domaine. Lorsqu’il devient possible de capter de tels signaux dans le cerveau, il est envisageable d’imaginer le remplacement du bras robotisé… par les membres des patients eux-mêmes. Cela reviendrait à court-circuiter les parties du système nerveux qui ne fonctionnent plus. Et d’établir une nouvelle liaison entre le cerveau et les membres. Les chercheurs progressent indéniablement dans cette direction. Mais le chemin sera encore long.

Michel Alberganti

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US Army: Robots wanted !

Les robots imaginés par la Darpa au travail

Après avoir abandonné son fameux projet de Guerre des étoiles, avec ses satellites destructeurs de missiles par laser, l’armée américaine semble miser sur les robots humanoïdes. Pas pour faire la guerre comme dans le film Star Wars avec ses armées de droïdes séparatistes. Le concours lancé le 10 avril 2012 par la Darpa affiche un objectif plus pacifique :

“Développer les capacités de la robotique terrestre pour exécuter des tâches complexes dans des environnements conçus par l’homme, dangereux et dégradés”.

La Darpa n’est autre que l’agence américaine qui développe les nouvelles technologies destinées à l’armée. La signification de l’acronyme est d’ailleurs très explicite: Defense Advanced Research Projects Agency. Avec ses 240 personnes, l’agence dispose d’un budget de plus de 3 milliards de dollars. Elle s’est illustrée dans le passé, lorsqu’elle s’appelait encore Arpa, avec le développement de l’ancêtre d’Internet, le réseau Arpanet. Sous la tutelle du ministère de la défense (DOD) américain depuis 1972, elle est devenue l’un des principaux pourvoyeurs de fonds de la recherche américaine, des travaux liés à la guerre bactériologique jusqu’aux techniques d’enseignement assisté par ordinateur en passant par les drones, le contrôle des machines par le cerveau et la robotique. Dans ce domaine, elle a lancé en 2004 un Grand Challenge doté de 2 millions de dollars pour stimuler la recherche en matière de véhicules sans conducteur tout terrain afin que l’armée américaine dispose d’un tel engin d’ici 2015.

2 millions de dollars

Le nouveau Robotics Challenge de la Darpa s’inscrit donc dans ce type particulier d’appel à contribution ouvert à tous. L’agence offre pas moins de 2 millions de dollars à “quiconque pourra aider à faire avancer l’état de l’art de la robotique au delà de ses capacités actuelles en matière de support à la mission de secours du DOD en cas de désastre”, précise-t-elle. L’originalité du concours réside en grande partie dans son ouverture à des candidatures extérieure au monde des spécialistes. La Darpa insiste lorsque précise sa position dans ce domaine: “Réaliser de véritables innovations en robotique, et donc remporter de challenge, imposera la contribution de communautés qui dépassent celle des développeurs traditionnels de robots”. La Darpa subventionne déjà les entreprises spécialisées. Sans rencontrer le succès escompté, semble-t-il. D’où ce recours à “tout le monde” qui peut permettre de débusquer un petit génie installé dans une université ou dans son garage. Il faudra bien cela pour respecter le cahier des charges très précis imposé par la Darpa.

8 tâches à accomplir

Ce cahier des charges ne va pas jusqu’aux trois lois de la robotique d’Asimov, mais il ne définit pas moins de 8 aptitudes imposées :

  1. Conduire un véhicule utilitaire sur le site
  2. Marcher à pied dans les décombres
  3. Déplacer les débris obstruant une entrée
  4. Ouvrir une porte et entrer dans un immeuble
  5. Grimper à une échelle industrielle et franchir une passerelle
  6. Utiliser un outil pour détruire un pan de béton (image de droite ci-dessus)
  7. Localiser et fermer une vanne près d’une fuite sur un tuyau (image du haut)
  8. Remplacer un composant tel qu’une pompe de refroidissement

Centrales nucléaires

Rien de vraiment militaire dans un tel programme. On pense plutôt à l’intervention dans une centrale nucléaire détruite. Justement, la Darpa cite nommément le drame de Fukushima lors duquel elle estime que “les robots ont joué un rôle de support pour minimiser les émissions radioactives”.  En fait, les Japonais ne disposaient pas de robots adaptés, justement, à l’intervention dans un bâtiment encombré de gravats et dans un environnement très fortement radioactif qui impose une électronique spécifique. Et c’est une entreprise américaine, iRobot, fabriquant également de l’aspirateur autonome Rumba, qui est venue à la rescousse.

Au delà des capacités actuelles

“Le travail réalisé par la communauté robotique mondiale, qui a amené les robots au point d’être capables de sauver des vies et d’améliorer l’efficacité des interventions, nous a conduit en envisager d’autres aptitudes”, explique Gill Pratt, le directeur de ce programme à la Darpa. Le Robotics Challenge va permettre de tester des avancées en matière d’autonomie supervisée en perception et en prise de décision, de capacité de déplacement à pied ou en véhicule, de dextérité, de force et d’endurance dans un environnement détruit par une catastrophe auquel le robot devra pouvoir s’adapter quel que soit le type de désastre, par essence imprévisible. On comprend ainsi le choix de la Darpa visiblement en faveur de robots humanoïdes. Les nouveaux ouvriers robotiques n’interviendront pas, comme leurs homologues industriels, dans une usine conçus pour eux. Ils devront se substituer le plus possible aux hommes qui seront, eux-aussi, à l’oeuvre. Pour cela, il leur faudra utiliser les mêmes outils et les mêmes véhicules. Cette robotique de substitution se révèle relativement nouvelle. Jusqu’à présent, les robots d’intervention tenaient plutôt de R2-D2. Il va leur falloir se rapprocher de C-3PO

C’est la voie dans laquelle s’est déjà engagée la firme Boston Dynamics, issue du MIT, avec son robot Petman. Le voir évoluer, même sans tête, commence à donner ce petit frisson caractéristique des humanoïdes lorsqu’ils se meuvent d’une façon proche de la notre.

Michel Alberganti

 

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