Robots perceptuels et interactifs dédiés aux environnements quotidiens – RIDDLE

Lorsque les robots vont quitter les chaînes industrielles pour entrer dans les espaces privatifs et aider aux tâches ménagères, les exigences pour ces robots vont changer. Alors que tout robot industriel requiert force, précision, vitesse et endurance, un robot domestique requiert plutôt des capacités de navigation robuste en environnement d'intérieur, de manipulation fine des objets, et de communication naturelle (parole, gestes, langage corporel) avec les utilisateurs. Dans cette perspective, il reste de nombreux verrous à lever, notamment en termes de perception et d'intégration sur le système robotisé. Ce dernier aspect ne doit pas être sous-estimé, car les performances du système complet sont limitées par les capacités les moins évoluées... et la perception par le robot de l'homme est le plus souvent rédhibitoire pour une interaction H/R fiable sur la durée. Notre projet RIDDLE répond modestement à ces manquements en se focalisant sur la combinaison de percepts multiples et incertains, issus des capteurs extéroceptifs embarqués, et relatifs : (i) aux objets et à l'espace partagés avec l'homme ( perception et intelligence spatiale du robot), et (ii) aux modalités de communication multimodale (perception et intelligence transactionnelle du robot). Clairement, la prise en compte de percepts contextuels doit bonifier les fonctionnalités de perception visuelle et auditive du robot pour percevoir l'homme et son environnement. L'application visée ici concerne l'assistance aux personnes sujettes à troubles cognitifs bénins via la recherche, la manipulation d'objets du quotidien à partir d'interaction multimodale H/R relatives à des concepts de lieux, meubles, objets et à leurs associations apprises par le biais de l'interation. L'enjeu pour ce robot cognitif est d'apprendre la relation de l'usager avec un sous-ensemble d'objets de son quotidien présents dans l 'espace partagé, par interaction avec ce dernier (« apprentissage par interaction avec l'homme »). Cettereprésentation sémantique constitue le niveau approprié d'abstraction nécessaire à la compréhension de l'homme par le robot durant leurs interactions ultérieures («apprentissage pour l'interaction avec l'homme»). La démarche n'est clairement pas de rendre le robot compétent sur tous les domaines mais sur des besoins bien ciblés du quotidien de l'usager. Ces besoins et services robotiques associés sont (i) la recherche et la manipulation d'objets usuels, et (ii) assistance cognitif relative à ces objets e.g. leurs localisations courantes. Dit autrement, le robot va répondre aux interrogations (devinette = RIDDLE en anglais) relatives à ces objets par des actions appropriées (dialogue, déplacement ou manipulation). La prise de décision, la commande du robot, et la sécurité sont à considérer ici mais elles ne constituent pas les priorités du projet. On s'appuiera ici sur des projets connexes en cours et impliquant tout ou partie du consortium du projet RIDDLE; ces aspects sont donc considérées ici pour valider les modalités perceptuelles. La finalité est d'intégrer l'interface perceptuelle prototypée sur le robot humanoïde ROMEO développé par Aldebaran Robotics. Nous privilégierons ici les ressources perceptuelles embarquées (kinect, microphone) pour restreindre l'instrumentation de l'environnement à la simple pose de petits tags radio fréquence sur les objets considérés. La mise en ouvre de scénarios impliquant ROMEO, un ensemble de personnes âgées bénévoles et quelques objets courants et manipulables du quotidien permettra de mesurer l'impact en terme de robustesse engendré par la prise en compte de percepts spatiaux (contexte) dans la communication multimodale. Les retombées attendues dépassent largement le cadre applicatif de l'aide au maintien des personnes âgées et visent plus largement à bonifier les capacités perceptuelles sur tout robot assistant à domicile.