Découvrir l'Arbre des Robots : Une nouvelle taxonomie pour évaluer la sensibilité des systèmes robotiques

Dévoilant l'Arbre des robots : Une nouvelle taxonomie pour comprendre la diversité robotique Au sein du Centre de sécurité et performance des robots à l’intelligence artificielle (AI Robot Safety & Performance Centre) de l’Institut de robotique et d’intelligence machine de Munich (TUM MIRMI) à l'Université technique de Munich, des chercheurs ont mis au point une « Arbre des robots », une nouvelle méthodologie d'évaluation visant à mesurer la sensibilité des robots autonomes. Ce projet, mené par Kübra Karacan, Robin Kirschner et Alessandro Melone, cherche à établir une norme permettant de comparer différents types de robots industriels et éventuellement d'autres systèmes robotiques, comme les plateformes mobiles, les humanoïdes et les mains robotisées. La sensibilité des robots est cruciale pour une interaction humain-robot sûre et flexible. Jusqu'à présent, il n'existait aucune méthode standardisée pour évaluer cette caractéristique, un manque criant dans un marché de la robotique en pleine Expansion. Prof. Achim Lilienthal, vice-directeur de TUM MIRMI et professeur de perception des systèmes intelligents, affirme que ce nouveau schéma pourrait ouvrir la voie à un label qualité pour ce marché. "La possibilité de connaître les capacités de performance d'un système robotique est un soutien considérable pour l'industrie, où les entreprises cherchent à tirer le meilleur parti des technologies robotiques," souligne Lilienthal. "La méthodologie d'évaluation de TUM MIRMI a le potentiel de devenir une norme de test industrielle." Catégorisation conduisant à l'Arbre des robots Les chercheurs ont débuté leur étude en examinant et catégorisant des robots à bras unique provenant de différents fabricants, utilisés dans les secteurs de l'industrie et de la recherche. Malgré leurs apparences similaires, ces bras robotisés présentent des différences notables dans leurs capteurs, moteurs et systèmes de contrôle interne. Ces distinctions entraînent des variations importantes de leurs capacités fondamentales : certains se distinguent par leur puissance et précision, tandis que d'autres sont conçus pour des interactions flexibles et sensibles avec leur environnement et leurs objets de travail. Pour mieux illustrer ces variations et les progrès continus en robotique, l’équipe de l’AI Robot Safety & Performance Centre a développé l'Arbre des robots. Cette visualisation, inspirée de l'Arbre de la vie de Charles Darwin, met en évidence les adaptations diverses de différentes espèces de robots à leurs habitats respectifs. Les 25 mesures spécifiques identifiées par les chercheurs permettent de décrire la sensibilité d'un robot lors d'un contact physique. Par exemple, elles évaluent si la force exercée sur une surface correspond à la force prévue, ou si un robot peut potentiellement blesser un humain. La méthode consiste à générer un diagramme en araignée à partir de ces 25 mesures, offrant une évaluation rapide de la sensibilité du robot, même aux personnes sans connaissances spécialisées. En fonction de leurs performances, les systèmes robotiques sont classés en quatre catégories : robots industriels, cobots, robots souples et robots haptiques. Par exemple, les robots chirurgicaux sont principalement évalués sur leur précision, alors que ceux utilisés dans les entrepôts ou les usines sont jugés sur leur force et leur robustesse, ainsi que leur capacité à effectuer des mouvements répétitifs sur de longues périodes. Robin Kirschner, directeur du laboratoire, explique : "Nous combinons des métriques de mouvement existantes avec nos nouvelles métriques haptiques pour fournir la première vue d'ensemble des capacités fondamentales pour les interactions physiques d'un système robotique." L'Arbre des robots : une taxonomie basée sur les structures du système, les performances de l'incarnation et le processus La taxonomie de l'Arbre des robots repose sur trois composantes principales : 1. Architecture du système (gris) 2. Performance de l'incarnation (vert) 3. Processus (bleu) Le spectre de fitness robotique définit les métriques qui forment le diagramme en araignée vert. L'espèce d'une incarnation est déterminée par le score global de fitness tracé sur les métriques de mouvement et de tactilité. Les groupes de genres regroupent les espèces robotiques en catégories de fitness basées sur le processus. Le représentation morphologique hiérarchique fournit une structuration claire des différentes formes et configurations des robots. Quant aux exigences de l'automatisation des processus, elles sont traduites en métriques de fitness requises par l'identification des.processus spécifiques à un domaine, la déduction des opérations de base nécessaires et la définition des métriques de qualité qui décrivent le processus. Perspectives futures et impact industriel En février 2025, l’équipe a publié un article de recherche intitulé « Categorizing robots by performance fitness into the tree of robots » dans la revue Nature. Lorenza Masia, directeur exécutif de TUM MIRMI, est convaincu que l'AI Robot Safety & Performance Centre évoluera en un centre national indépendant de tests de robotique. "Mais nous commençons à voir comment cette idée peut être transformée en un outil pratique pour l'industrie, qui permettra de mieux choisir et adapter les robots à leurs besoins spécifiques," ajoute Masia. Un conseil d'administration composé de cinq membres supervise la stratégie de recherche et d'innovation de TUM MIRMI, les contenus de l'enseignement central et l'établissement de nouveaux pôles de compétences. Cette initiative promet de révolutionner la manière dont les robots sont évalués et sélectionnés, offrant une précision inégalée pour une utilisation optimale dans divers domaines industriels et de recherche. Evaluation par les professionnels L'Arbre des robots pourrait avoir un impact significatif sur l'industrie, en établissant une norme claire et universelle pour l’évaluation de la sensibilité des systèmes robotiques. Des experts de l’industrie voient dans ce projet une avancée majeure, capable de stimuler l’innovation et de faciliter l’adoption de la robotique dans de nouveaux secteurs. Profil de l'entreprise TUM MIRMI est un institut de recherche de pointe dédié à la développement de la robotique et des systèmes d'intelligence artificielle. Avec une équipe multidisciplinaire et des partenariats stratégiques, TUM MIRMI vise à push les limites de la technologie robotique pour les domaines industriels et de recherche. Le centre est dirigé par des professionnels reconnus, tels que Prof. Lilienthal et Prof. Masia, et est soutenu par un conseil d'administration expérimenté.