Sélection de vidéos.

Avant la publication de la 3ème partie du dossier sur l’avenir du spatial, j’aimerai partager avec vous quelques vidéos relativement récentes et intéressantes. D’abord, comme promis, des vidéos du Darpa Robotics Challenge. La vidéo ci-dessus montre la démonstration complète de Boston Dynamics lors du DRC avec en vedettes les robots LS3 (le premier) et Wildcat (le tout dernier robot de la nouvelle filiale de Google). Ci-dessous, vous pourrez voir un autre robot appartenant maintenant à Google: S-One de la startup japonaise Schaft Inc. C’est ce dernier robot qui a remporté haut la main l’épreuve de décembre dernier à Miami. Dans la première vidéo c’est l’épreuve de l’escalier qui a seulement été réussie par deux équipes. Dans la deuxième vidéo vous pourrez voir un petit reportage sur differrentes équipes mais la partie la plus intéressante commence à 1 minute, où l’on peut voir S-One se déplacer avec relativement d’aisance sur des parpaings désordonnés. Comme vous pouvez vous en apercevoir, le robot est encore très lent pour prendre ses décisions (en sachant qu’il a été le meilleur) et de grands progrès sont attendus en décembre prochaine.

J’aimerai ensuite vous montrer deux vidéos d’autres robots du DRC avec d’abord celui du JPL, robosimian. Ce dernier est un mixte inspiré des crabes et des singes. Il possèdes quatre membres qui lui font office aussi bien de « jambes » que de « bras », avec des pinces à chaque extrémités. C’est le seul robot de la compétition à se déplacer de cette manière et il semble, qu’avec une belle 5ème place, le concept soit efficace. La deuxième vidéo nous présente le magnifique Valkyrie du centre Jonhson de la NASA. Le moins que l’on puisse dire c’est qu’il prend son temps et cela permet de mieux comprendre pourquoi il est arrivé dernier à la compétition avec 0 points: ce robot vient tout juste d’être terminé et l’équipe n’a quasiment pas eu le temps de le programmer et de le tester. Ils promettent que pour l’épreuve finale, en décembre 2014, les choses seront bien différentes.

Enfin, pour terminer, je vous transmet une vidéo de la prochaine amélioration dont va bénéficier Robonaut 2 (R2) qui est actuellement dans la station spatiale internationale (vidéo de son arrivée). Le robot collaboratif destiné à aider les astronautes dans les tâches dangereuses ou répétitives sera en effet doté prochainement de « jambes » géantes quelque peu étranges qui lui permettront de se déplacer dans la station grâce à un pilote resté sur Terre (bien que des plans ultérieurs prévoient son utilisation en dehors de la station voir même sur le sol lunaire ou martien). Les améliorations de R2 devraient être envoyées vers l’ISS à bord de la capsule Dragon de SpaceX lors de la mission cargo CRS 3, en février prochain.

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Les robots du Darpa Robotics Challenge dévoilés.

Après une longue pause nous revenons avec des nouvelles en provenance de la DARPA et de son grand concours de la robotique, le Darpa Robotics Challenge (DRC). Pour rappel les équipes sélectionnés lors du « Virtual Robotics Challenge » (VRC) attendaient de voir le robot ATLAS développé par Boston Dynamics dans le cadre d’un contrat de près de 11 millions de dollars passé avec l’agence de recherche américaine. ATLAS  est un robot humanoïde de 150 kg et d’une taille de 1.88 m possédant une mobilité exceptionnel pour un robot de ce genre. Il est en effet le petit frère de PETMAN, le premier robot humanoïde développé par l’entreprise de Boston. Ce robot sera envoyé à chacune des 7 équipes sélectionnées et devra être programmé pour pouvoir réaliser les différentes épreuves prévues les 20 et 21 décembre 2013, lors du premier « tournoi » réel. Après des décennies de domination des japonais et surtout de Honda avec son robot ASIMO, il semble que désormais ATLAS soit le robot humanoïde le plus avancé au monde et avec plus d’une centaine de roboticiens travaillant en ce moment même sur cette machine, il ne fait aucun doute qu’en décembre prochain nous verrons des choses extraordinaires. 

Bien qu’ATLAS soit un robot d’un niveau technologique incroyable, il ne faudrait pas pour autant en oublier les concurrents de la catégorie A. En effet, ces équipes doivent construire leur propre robot et les solutions retenues sont parfois très différentes de la robotique humanoïde. Sur la vidéo ci-dessus on peut voir un premier aperçu de ces différents robots ( pour en savoir plus, voir les articles iciici et ici) et l’on peut déjà voir lesquels semblent les plus avancés. En tête il semble que l’équipe japonaise SCHAFT (des anciens chercheurs de l’université de Tokyo) soit clairement la plus avancée avec un robot qui effectue déjà un grand nombre des tâches demandées par la DARPA pour remporter de DRC. Ensuite le robot coréen Hubo, en association avec des universités américaines, semble lui aussi à un stade relativement avancé (il faut dire qu’il est développé depuis déjà de nombreuses années) bien que l’on ne puisse le voir sur cette vidéo (regardez plutôt ici, ici, ici et ici). Toujours dans les robots humanoïdes, THOR est un très beau projet menée par le laboratoire RoMeLa de VirginiaTech avec notamment une attention particulière accordée à la locomotion. En effet les « jambes » de ce robot s’inspirent de l’anatomie humaine et ses performances devraient être très intéressantes. Pour voir des vidéos de ce robot en particulier, regardez ici et ici. Enfin nous mentionnerons le projet le plus original du DRC: le RoboSimian du JPL (le laboratoire à l’origine de la plupart des sondes et rovers  de la NASA). Ce robot aura la particularité de se déplacer grâce à 4 « pattes » qui lui serviront aussi de bras avec des pinces au bout lui permettant de manipuler des objets et de s’agripper pour monter des échelles où des obstacles. RoboSimian semble plus avancé que le robot humanoïde Valkyrie construit par le centre Johnson de la NASA (par l’équipe à l’origine des robonauts). Il convient néanmoins de rester prudent sur les conclusions que nous pourrions tirer de ces vidéos car il ne faut pas oublier que le DRC reste un concours avec un prix de 2 millions de dollars à la clé et que les équipes peuvent préférer ne pas trop en dévoiler sur leurs machines pour éviter de donner des indications aux adversaires qui mettraient en danger leurs chances de victoire. 

Le robot Atlas de Boston Dynamics
Le robot Atlas de Boston Dynamics

Des nouvelles du DARPA Robotic Challenge.

Nous reparlons aujourd’hui du DARPA Robotic Challenge (DRC, voir les précédents articles ici, ici et ici) car la première étape de ce grand concours de robotique vient de se terminer et des résultats sont tombés. Plus précisément il s’agît de l’épreuve appelée « Virtual Robotics Challenge » (VRC) qui consistait pour les compétiteurs à contrôler un robot virtuel, semblable au robot ATLAS de Boston Dynamics, dans un environnement conçu de manière à reproduire au mieux la réalité. Durant l’épreuve qui s’est déroulée du 17 au 21 juin 2013, les équipes devaient diriger leur robot (avec plus ou moins d’autonomie et plus ou moins de latence) pour diverses tâches qu’ils auront à reproduire dans le monde réel: conduire un véhicule, traverser des terrains difficiles où encore fermer une arrivée de gaz. L’objectif initial était de sélectionner grâce au VRC 6 équipes au sein des catégories B et C  pour leur attribuer chacune un robot ATLAS et 750 000 dollars (pour rappel il existe 4 catégories dans le DRC, les B et C concernent les équipes ne développant que du software avec la différence que ceux de la première ont reçus des fonds dès le début du concours). Voici les vainqueurs:

  • 1. Team IHMC, Institute for Human and Machine Cognition, Pensacola, Fla. (52 points)
  • 2. WPI Robotics Engineering C Squad (WRECS), Worcester Polytechnic Institute, Worcester, Mass. (39 points)
  • 3. MIT, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass. (34 points)
  • 4. Team TRACLabs, TRACLabs, Inc., Webster, Texas (30 points)
  • 5. JPL / UCSB / Caltech, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. (29 points)
  • 6. TORC, TORC / TU Darmstadt / Virginia Tech, Blacksburg, Va. (27 points)
  • 7. Team K, Japan (25 points)
  • 8. TROOPER, Lockheed Martin / University of Pennsylvania / Rensselaer Polytechnic Institute, Cherry Hill, N.J. (24 points)
  • 9. Case Western University, Cleveland, Ohio (23 points)

Comme vous pouvez le voir, il y a en fait 9 équipes et c’est grâce à la générosité de l’équipe numéro 5 (JPL / UCSB / Caltech) et de l’université de Hong Kong que les team K, TROOPER et CASE Western University pourront finalement continuer l’aventure. En effet, le JPL a engagé deux équipes dans le DRC (une dans la catégorie A et celle-ci de la catégorie B) et dans un geste de fair-play il a été décidé de fusionner les deux équipes en une seule concourant au sein de la catégorie A avec leur robot RoboSimian. Ainsi le robot ATLAS qui devait leur revenir est finalement  offert à l’équipe TROOPER ainsi qu’une partie des 750 000 dollars. Quand aux équipes 7 et 9 elle ont finalement pris la décision de fusionner et la nouvelle équipe, nommée HKU, récupérera le reste de l’argent gagné par le JPL ainsi qu’un ATLAS, offert généreusement par l’unversité de Hong Kong. Au final il y aura donc 7 équipes avec 7 robots ATLAS qui tenteront de passer la deuxième épreuve en décembre, cette fois-ci dans le monde réel et contre les équipes de la catégorie A et leurs robots personnels. Attendez vous à voir d’ici une à deux semaines des vidéos surement impressionnantes de ces robots ainsi que d’ATLAS, dont la présentation aux médias est imminente.

Version virtuelle du robot ATLAS de Boston Dynamics.
La Version virtuelle du robot ATLAS de Boston Dynamics.

Sélection de vidéos.

Les deux premières vidéos que je vous propose  ne concernent pas particulièrement l’actualité mais elles méritent d’être partagées pour tous ceux qui aiment l’espace et la conquête spatiale. Dans la première on peut entendre l’astrophysicien et vulgarisateur américain Neil deGrasse Tyson expliquer sa vision de la politique spatiale américaine et regretter l’insuffisance des budgets de la NASA pour accomplir ce pour quoi elle est faite: repousser les frontières de l’Homme dans l’univers. La seconde vidéo a été publiée par l’astronaute canadien Chris Hadfield peu après son retour sur Terre à l’issue de l’expédition 35 vers l’ISS, qu’il commandait. Ce dernier s’est fait connaître lors de son séjour de 3 mois dans l’espace en étant très présent sur les réseaux sociaux. Dans cette vidéo il reprend, en le modifiant légèrement, le titre « Space Oddity » de David Bowie. Il s’agît du premier clip musical entièrement enregistré dans l’espace. Chris Hadfield est donc ingénieur, pilote de chasse (il a volé sur plus de 70 aéronefs différents), astronaute et maintenant chanteur… Beau CV.

Un peu de robotique maintenant. La vidéo ci-dessous présente les dernière avancées des chercheurs de l’université de Pennsylvanie avec le robot RHex. Voici ses nouvelles capacités: Il peut sauter de 30 cm (200% de sa hauteur), réaliser un double saut sur une longueur totale de 60cm (120% de sa longueur) et escalader une marche de 29cm par un double saut. Le plus étonnant c’est que le robot pèse 6.7 kg et fait 51 cm de long. D’autres vidéos devraient bientôt être disponibles.

Dans cette dernière vidéo ce sont les dernières performances d’un concurrent du cheetah de Boston Dynamics que l’on peut voir. Ce robot, nommé comme son compère, est développé par le Biomimetic Robotics Lab du prestigieux MIT et vise aussi à établir un record de vitesse pour un robot. Capable d’atteindre 22km/h, il est encore loin des 45.06 km/h du robot de Boston Dynamics mais ses progrès sont importants, notamment dans le domaine de l’efficacité énergétique (définie à partir de la puissance fournie pour une vitesse et une masse donnée) . En effet, il est environ 30 fois plus économe que son concurrent et son efficacité rivalise avec les animaux « coureurs ». Grâce à l’utilisation de montages inspirés du vivant et d’un système de récupération de l’énergie (semblable à celui présent dans les voitures lors du freinage), le robot peut avancer à 8,3 km / h pendant 1,23 heures, soit sur une distance d’environ 10 km  avec seulement 3 kg de batteries !  (NB: Remarquez sur la vidéo ci-dessous la qualité de la transition entre le galop et le trot).

Le robot Petman prêt à servir l’armée américaine.

On commence à être habitué sur ce blog de voir les performances toujours plus impressionnantes des robots de Boston Dynamics, la société crée par un ancien du MIT, à Boston. Le projet Petman, mené pour le compte de l’US Army, consiste en la construction d’un robot anthropomorphe conçu pour tester les vêtements de protection chimique. Des mouvement naturels sont essentiels pour que Petman puisse simuler le comportement d’un soldat soumis à diverses contraintes. De plus Petman simule également la physiologie humaine au sein de la tenue de protection en contrôlant la température, l’humidité et la transpiration pour offrir des conditions de test réalistes. La vidéo ci-dessus présente l’étape finale de développement du projet, c’est-à-dire celle où une combinaison de protection est montée sur le robot et testée dans différentes situations. La machine a été livrée au client et subit actuellement diverses expérimentations visant à la qualifier. Les technologies développées pour ce projet serviront à mettre au point Atlas, le robot qui participera au Darpa Robotics Challenge.

petman
Le robot petman muni de sa combinaison.

Les vidéos de la semaine.

On a déjà parlé de l’entreprise Boston Dynamics et de ses incroyables robots et la vidéo ci-dessus montre les dernières avancées réalisées sur leur projet BigDog. Pour rappel, ce quadrupède possédant une très grande stabilité est destiné à des applications militaires (en fait une version plus récente nommée LS3, BigDog est un projet de recherche). Il servira à transporter du matériel lors des missions pour soulager les soldats. Dans la vidéo on peut voir que les ingénieurs de Boston Dynamics ont ajouté un quatrième membre capable de saisir des objets et de les balancer plus loin. L’utilité d’un tel « bras » réside dans le fait qu’en terrain naturel, le robot sera amené à rencontrer de nombreux obstacles et il pourra s’avérer intéressant de les écarter plutôt que de les contourner. On attend rapidement d’autres vidéos pour voir BigDog en action dans diverses situations.

Sur la vidéos ci-dessus on peut voir le dernier essai en date du Phantom Eye de Boeing. Le Phantom Eye est un prototype de drone de type HALE (Haute Altitude, Longue Endurance) en cours de développement. Propulsé à l’hydrogène, il est conçu pour mener des missions d’intelligence, de surveillance, et de reconnaissance (ISR). Le vol, qui a eu lieu le 25 février, a duré 66 minutes et le drone a atteint une altitude de plus de 2.4 km et une vitesse de 114 km/h.

Enfin, deux petites vidéos de robots pour finir, la première ci-dessus dévoile l’aide que peut apporter les bras robotique compatible avec la présence humaine aux handicapés. C’est une startup canadienne, Kinova, qui est à l’origine de ce produit d’ores et déjà  commercialisé. La vidéo ci-dessous nous montre les performances des robots serpents de l’université Carnégie Mellon, aux USA. Ces robots sont envisagés pour de multiples applications qui vont de la recherche de survivants après une catastrophe à la surveillance des infrastructures difficiles d’accès en passant par l’espionnage et la recherche de renseignements militaires.

Le Darpa Robotics Challenge: le grand concours de la robotique. Partie 1.

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Je vous propose de découvrir maintenant un concours, mais pas n’importe lequel puisqu’il s’agit certainement du concours qui va permettre une révolution dans la robotique. Le Darpa Robotics Challenge (DRC) s’inspire de concours comme le Ansari X-Prize qui a permis de lancer la mode du tourisme suborbital ou encore comme le DARPA Urban Challenge, un autre concours organisé par la DARPA pour mettre au point des véhicules autonomes, qui a entraîné des entreprises comme Google ou Audi à concevoir leurs propres voitures autonomes (nous reparlerons prochainement de la Google Car et de ses semblables). L’objectif du DRC est de faire concourir différents robots, pas forcément humanoïdes comme nous le verrons, dans des épreuves simulant des catastrophes naturels, des incendies, des situations d’urgence sanitaires…Il y a en tout quatre catégories (track A, B, C et D) qui correspondent à des développements différents mais pour tous les compétiteurs, quelque soit leur catégorie, l’épreuve finale sera la même et la récompense pour le vainqueur sera de 2 millions de dollars. Voici les tâches que les robots devront réaliser:

  • Conduire un véhicule utilitaire sur le site du désastre.
  • Se déplacer à travers les débris.
  • Dégager une entrée bloquée par des débris.
  • Ouvrir une porte et entrer dans un bâtiment.
  • Grimper sur escalier et traverser une passerelle.
  • Utiliser un outil pour casser un muret en béton.
  • Localisez et fermer une vanne à proximité d’un tuyau qui fuit.
  • Remplacer un composant, tel qu’une pompe de refroidissement.

Comme vous pouvez le voir, ces tâches ne seront pas faciles à réaliser mais les progrès devraient être impressionnants. Je vais maintenant répertorier les différents compétiteurs en fonctions des différentes catégories. Pour commencer intéressons nous à la catégorie B. Celle-ci compte 11 équipes provenant par exemple du MIT, du JPL ou encore de Lockheed Martin. Celles-ci n’ont pas à construire leur propre robot mais doivent « seulement » programmer l’intelligence d’une machine qui leur sera fournie par la DARPA. Et j’en viens donc à parler, encore une fois, de Boston Dynamics puisque c’est cette entreprise qui a été choisie pour fournir ce robot dont le nom est Atlas (la DARPA nomme ce dernier GFE pour Government Furnished Equipment). L’image en haut de cet article présente ce à quoi devrait ressembler Atlas. Bien que ce robot sera completement nouveau, Boston Dynamics se base sur des technologies et prototypes déjà développés auparavant.

Dans la vidéo ci-dessus on peut voir un prototype d’Atlas conçu pour mettre au point les technologies de déplacement du robot comme par exemple la montée d’escalier ou d’obstacle, le saut ou encore la traversée de passage délicat. La version finale d’Atlas comprendra 28 degrés de liberté actionnés hydrauliquement, deux mains, les bras, les jambes, les pieds et un torse. Une tête articulée comprendra des caméras stéréo et un télémètre laser. Bien sur Boston Dynamics fournira les robots avec des capacités de base, notamment celles relevants du déplacement et des réflexes pour assurer l’intégrité physique de ceux-ci mais ce sera aux équipes de remplir le « cerveau » des robots en leur apprenant à se servir d’outils ou encore à conduire par exemple. Les Altas devraient être livrés aux alentours de cet été donc en attendant, la DARPA a mise au point un simulateur, GFE Simulator, pour permettre aux équipes de tester leurs premiers algorithmes sur des robots Atlas virtuels évoluant dans un monde simulé reproduisant de manière réaliste la réalité. Ci-dessous je vous propose une seconde vidéo montrant les capacités d’un autre robot humanoïde, PETMAN, construit aussi par Boston Dynamics pour le compte de la DARPA. Toutes les technologies développés pour ce robot serviront pour la conception d’Atlas. Dans la suite de ce dossier sur le Darpa Robotics Challenge nous verrons les différents robots qui seront construits par les équipes de la catégorie A car dans celle-ci, à la fois le hardware et le software doivent être développés.

Les robots de Boston Dynamics

Pour ce premier post traitant de la robotique je souhaitais commencer avec les robots construits par une petite entreprise américaine basée à Boston : Boston Dynamics. Pourquoi s’intéresser particulièrement à celle-ci ? Simplement parce que les robots construits par cette société crée par des anciens chercheurs du prestigieux MIT sont probablement parmi les plus avancés au monde. Fondée en 1992 par Marc Raibert, Boston Dynamics travaille aujourd’hui principalement avec l’armée américaine et notamment l’agence de recherche militaire DARPA. L’une des principales caractéristique de leurs machines est de s’inspirer fortement des créatures du monde animal. Je ne parlerais pas dans ce post des robots humanoïdes bien que dans ce domaine aussi leurs performances sont incroyables. Ils feront l’objet d’un post à part.

LS3

Le premier robot est le LS3 (image d’artiste ci-dessus). C’est ce robot qui est présent dans la première vidéo de ce post. L’objectif de LS3 est de servir de mule pour les soldats américains en mission avec la capacité de porter jusqu’à 180kg de matériel sur une distance de plus de 32 km à une vitesse maximale de 11km/h sur terrain plat. Ce robot possédera une certaine autonomie puisqu’il sera capable de suivre sans intervention humaine un soldat de l’escouade (dans la vidéo le robot n’est pas commandé à distance, il évite lui même les obstacles). Les tests en conditions réelles sont en cours et continuerons cette année et une version quasi définitive devrait être livrée aux corps des Marines en 2014.

Le robot suivant (vidéo ci-dessus) se nomme Cheetah (Guépard en français) et est encore soutenu par la DARPA. Son objectif est de courir le plus vite possible (on imagine que ce genre de robot pourra être utilisé pour des missions de type renseignement ou sauvetage) et le moins que l’on puisse dire c’est ce robot est plutôt bon dans ce domaine. En effet, en août 2012, Cheetah a reussi à atteindre la vitesse de 45.06 km/h soit le record pour un robot à pattes. Pour avoir une idée de la performance, l’humain le plus rapide au monde, Usain Bolt, a été battu par ce robot puisqu’il n’a réussi à atteindre « seulement que » 44,72 km/h. Une version plus grande et pouvant se déplacer en environnement extérieur de manière libre est en développement. Ce robot, nommé Wildcat, devrait être testé début 2013 (voir l’image ci-dessous).

wildcat

Pour finir je parlerais rapidement du robot SandFlea (vidéo ci-dessous) capable d’effectuer des sauts de plus de 9 mètres. Il est développé pour l’US Army et pourra être utilisé pour des missions dans des environnements urbains de type renseignement, infiltration ou secours. De plus il est capable de réaliser jusqu’à 25 sauts avec une seule charge (capsule de CO2).