Compte rendu des conférences EMM Robotics, Innorobo

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2 Compte rendu des conférences EMM Robotics, Innorobo Conférences du 19 au 21 mars 2013, Lyon Cité internationale, Centre de congrès de Lyon Sommaire Introduction Session : Robotique médicale et santé en partenariat avec I Care... 2 Session : Drones, exosquelettes et robots d inspection... 6 Session Robotique et sociétés... 8 Session Les robots dans la ville et les bâtiments en partenariat avec Captronic Session Internet des objets, maisons intelligentes Conclusion Introduction La robotique de service bénéficie d une vitrine remarquable avec l évènement EMM Robotics Innorobo. La présence forte d exposants et de visiteurs internationaux témoigne de l importance de cette manifestation. La diversité des robots et de leurs applications illustre l étendue des services rendus aujourd hui et dans un futur proche. La combinaison des technologies mises en synergies dans le domaine de la Mécatronique, au bénéfice de la robotique, démontre la pertinence et la richesse de cette approche, soutenue depuis des années par Thésame, organisateur d EMM Robotics. Session : Robotique médicale et santé en partenariat avec I Care La bio-robotique ou la robotique portable intégrée dans les prothèses actives : conférence de Hugh Herr, laboratoire de bio Mécatronique du MIT (Massachussetts Institute of Technology) Cette conférence de très haut niveau, proposée par une référence mondiale du domaine, associe la virtuosité, la prouesse technologique avec la joie des personnes qui retrouvent une meilleure mobilité grâce à cette robotique intégrée sur eux-mêmes. Plusieurs vidéos montrent comment une personne privée d un ou plusieurs membres évolue d un déplacement limité et saccadé vers une mobilité fluide et quasi naturelle. Les civils et les vétérans américains des guerres récentes bénéficient déjà de ces avancées remarquables. Avant cela, il convient de rappeler que les personnes privées de membres se trouvent affectées statistiquement par une mortalité supérieure, à cause de la relative inefficacité des prothèses passives actuelles et des systèmes quasi passifs. Pour dépasser cette barrière, il s agit, par exemple, de reproduire la dynamique biologique d une jambe. Cela implique d améliorer la dépense énergétique et métabolique du patient, de progresser dans la

3 vitesse et la stabilité de la marche. Il faut tendre vers une vraie émulation du déplacement naturel d une personne dotée de tous ses membres. Parmi les solutions expérimentées avec succès, on note un système actif pour articuler le pied et la cheville. Ce système comprend notamment des capteurs pour maîtriser les mouvements angulaires de la cheville et d autres pour apprécier les forces sur l avant du pied. Un actionneur électrique intervient pour la mobilité du système artificiel articulé entre la cheville et le pied. Un autre système expérimenté concerne l articulation complète de la jambe. Le principe demeure le même, il s agit de contrôler la mobilité de plusieurs articulations avec des capteurs et impulser les mouvements avec l énergie de plusieurs actionneurs. L exploit consiste à y parvenir pour reproduire une démarche naturelle, comme le montrent les vidéos. Cette prouesse implique une maîtrise bidirectionnelle des flux neuronaux périphériques. En effet, le système doit «comprendre» les intentions du patient équipé, à travers les signaux émis par les muscles résiduels de la personne, et générer des micros stimulations des axones. L axone constitue un long prolongement fibreux du neurone et conduit l influx nerveux. Il transmet ainsi les messages de l organisme (douleurs, mouvements...) sous la forme de signaux de nature électrique. Pour cela, le système prend en compte l interface du nerf sectionné. La très haute technologie d interface bi directionnelle du nerf périphérique favorise notamment la régénération nerveuse. La technologie, expérimentée sur le modèle animal, comprend notamment des micros tubes, des électrodes, une connexion avec les nerfs et un module électronique. Les vidéos montrent les résultats remarquables des patients équipés de systèmes de prothèses articulées actives. Des images de marche naturelle dans une maison, mais aussi de courses, démontrent déjà l efficacité de cette approche. Les vidéos, dans le style avant et après la prothèse active, illustrent bien les progrès liés à cette approche. Dans une approche Mécatronique, l efficience énergétique, la miniaturisation des composants et des systèmes, l autonomie font l objet d amélioration permanente. 3 Les technologies pour l autonomie de la personne en situation de dépendance, Adam Hagman, Robot Dalen (Suède) La conférence débute par un film dédié aux projets soutenus par Robot Dalen dans le domaine de la robotique. Dans cette vidéo, la diversité des applications de la robotique (industrie, logistique, surveillance, mobilité, assistance à la personne ) est un élément très marquant. On distingue plusieurs projets pour l autonomie de la personne. Le projet Bestic a pour objectif d aider une personne privée de bras ou de main à s alimenter avec l assistance d un robot qui porte les portions dans une fourchette et jusqu à la bouche, de manière sûre et contrôlée. Le projet Giraff est un robot d assistance aux personnes âgées à domicile pour les aider à distance, avec une interface sympathique et communicante. Le projet Trainitest est un robot d aide à la rééducation. Le projet RobCab, robot autonome de transport hospitalier, facilite la tâche des équipes soignantes en réduisant le port de matériel dans l établissement de soins. Le conférencier illustre ensuite, par des données démographiques, le vieillissement de la population. Il pose aussi la question de l acceptabilité de la robotique pour le soin aux personnes par la société. Ce sujet reste sensible avec des sondages parfois réticents vis-à-vis de la robotique au service des personnes âgées. Le cinéma avec des robots dangereux et la robotique industrielle conçue par des

4 ingénieurs et pour des ingénieurs, illustrent quelques-unes de ces réticences. L intervenant souligne ensuite les avantages apportés par la robotique à la personne dépendante. Le robot Bestic, qui se contrôle de plusieurs manières (manettes de jeu, pédales avec les pieds ou encore mouvements oculaires), favorise l autonomie de la personne. Cette dernière peut ainsi s alimenter elle-même, en compagnie de ses proches lors d un repas pris en commun. La solution Zoomcamp offre à tous une mobilité électrique, tout terrain et très ludique, avec un petit véhicule doté de 4 roues motrices. La technologie SEM Glove assure une force de préhension pour les gestes quotidiens aux personnes équipées de ce gant. Robot Dalen démontre et illustre son expertise dans le montage de projets européens de robotique en interaction avec la personne. Robot Dalen pilote le développement avec les partenaires impliqués dans les projets de robotique pour aboutir au marquage CE en Europe ou à l agrément FDA aux USA. Les services rendus à la personne dépendante ou âgée par la robotique montrent un intérêt majeur et utile pour l ensemble de la société et correspond à un marché potentiel important lié à l évolution démographique notamment. 4 Conférence «réhabilitation de la fonction motrice», Yves Rossetti, Inserm Yves Rossetti se présente comme un spécialiste du cerveau et de son fonctionnement. Il s agit de comprendre de manière approfondie le comportement du cerveau pour déterminer et mieux mettre en œuvre la réhabilitation de la fonction motrice. Le champ de la neuroscience cognitive du mouvement est le point de départ de la conférence, en comprenant notamment comment le cerveau contrôle les mouvements. Plusieurs notions clés participent à cette approche. On note ainsi les sujets de représentations spatiale et motrice. La plasticité et la flexibilité du cerveau jouent des rôles très importants dans la réhabilitation. Des modifications et des stratégies complexes interviennent dans le cerveau pour retrouver une fonction motrice perdue ou altérée. Cette mutation se conçoit sur la durée, une période de réhabilitation d une dizaine de semaines a été évoquée. Les approches mises en œuvre concernent surtout les membres supérieurs et la partie haute du corps. Il s agit pour commencer d analyser quantitativement le mouvement de préhension avec une analyse cinématique du mouvement. Celui-ci n est pas simple, il intègre une notion de déplacement dans l espace avec l acte de préhension (pour se saisir d un objet). La coordination de ce type de mouvement est automatisée dans le cas d une personne valide. La réhabilitation de cette fonction motrice implique de la retrouver. Après un traumatisme, la coordination inter-articulaire peut s avérer longue et difficile à retrouver. Le triptyque vision, perception, action n est pas aussi simple au niveau du cerveau. Il existe par exemple des questions de zones de spécialisation visuelle. La réhabilitation doit intégrer tous les paramètres et mettre en application les bonnes stratégies. Ainsi, réagir à la chute d un objet implique un travail très rapide et précis du cerveau pour réussir à rattraper cet objet. Le cerveau fonctionne avec deux systèmes indépendants pour le mouvement et les actions motrices. Le premier se définit comme le contrôle intentionnel, le second opère en pilotage automatique. La démarche de réhabilitation conventionnelle se focalise sur le contrôle intentionnel. L utilisation de la robotique pour favoriser le pilotage automatique des mouvements et accélérer la réhabilitation fait l objet d expérimentation. Il s agit d entraîner le pilotage automatique avec des tables interactives en touchant des objets en mode réflexe pour favoriser ce processus. Le pilotage automatique est favorisé par la réalisation de mouvements précis et rapides, d évitement de collisions et de correction à la dernière seconde sur une table interactive. Les premiers résultats tendent à montrer

5 que l entraînement au pilotage automatique, associé à la pratique du mouvement intentionnel contrôlé, améliore la réhabilitation de la fonction motrice. La robotique peut jouer un rôle intéressant dans cette approche de réhabilitation. Sur le plan pratique, la robotique intervient à plusieurs niveaux ou étapes dans la rééducation du patient. Le premier correspond à un rôle de guidage des gestes tout en douceur pour retrouver le bon mouvement. Le second consiste à proposer davantage de résistance progressive en travaillant en opposition dans un but de renforcement et d entraînement neuromusculaire. La réactivation avec la robotique intervient dans l ensemble du processus de réhabilitation. La robotique pour aider à la réhabilitation de la fonction motrice : elle va proposer des moyens supplémentaires pour améliorer ce processus au service du patient. 5 Les techniques chirurgicales, des origines à la robotique : Bertin Nahum, fondateur de Medtech Le conférencier, dirigeant de Medtech, entreprise spécialisée dans la robotique chirurgicale, commence par un retour préhistorique aux origines de la chirurgie. Il montre en effet une trépanation réussie, datée de avant J.C, le patient ayant semble-t-il survécu. Il souligne la précision de la découpe et l utilisation des premiers outils chirurgicaux pour cette opération. Au cours des siècles, des progrès sont accomplis, néanmoins plusieurs grandes difficultés ont entravé l essor de la chirurgie. Parmi celles-ci, la compréhension réelle de la physiologie humaine dans sa complexité, le problème de l hémorragie, la douleur et la question de l anesthésie du patient ainsi que les problèmes d infection ont longtemps constitué des difficultés très importantes dans la pratique de la chirurgie. Ces problèmes appartiennent désormais au passé avec les progrès dans la navigation et la robotique chirurgicale qui offrent des possibilités remarquables pour opérer dans de bonnes conditions. Il cite ainsi la fine connaissance anatomique en temps réel, l extrême précision du geste opératoire et le potentiel d intervenir à distance en robotique chirurgicale en toute sécurité. Il traite ensuite de la robotique chirurgicale développée par son entreprise, qui permet notamment de traiter les malades atteints de la maladie de Parkinson. Cette opération se fonde sur une stimulation très précise et profonde du cerveau humain. Une vidéo montre les gestes désordonnés et involontaires d un malade de Parkinson. Ce même patient, stimulé au niveau du cerveau par des électrodes, voit ses tremblements disparaître au profit d une gestuelle et de mouvements beaucoup mieux maîtrisés. La stimulation profonde par électrodes peut être utilisée pour différentes maladies liées au cerveau. Pour traiter ce type de pathologie, il est possible de recourir au robot Rosa de Medtech pour parvenir à cette stimulation profonde du cerveau via des électrodes. Rosa a été utilisée pour la première fois en 2011, au CHU d Amiens, pour la pose d électrodes de stimulation profonde. En 2013, en Espagne, une première opération a été réalisée sur un patient épileptique avec Rosa. Rosa comprend un logiciel de planification neurochirurgicale, des fonctions de navigation, une robotisation avancée, une technologie haptique et une visualisation avancée. Cette technologie permet de visualiser par l imagerie le «bon endroit» à opérer. Ensuite, une incision d une très grande précision est réalisée via un micro tube. Une électrode est déposée, avec vérification par imagerie de son bon positionnement par rapport à la planification opératoire. Une vérification de la pose est réalisée et mesurée en trois axes par rapport à la cible opératoire. Au final, deux électrodes sont posées et activées avant la fermeture du site opératoire. La technologie Rosa, pour les

6 neurochirurgiens, correspond à une nouvelle génération de GMAO (Gestes Médicaux Assistés par Ordinateur). Les gestes chirurgicaux deviennent plus sûrs, plus précis et moins invasifs. Cette conférence illustre tout le potentiel et les avancées dans le domaine des gestes médicaux assistés par ordinateur. L intelligence et la précision de la robotique chirurgicale permettent des résultats remarquables au service du patient. Session : Drones, exosquelettes et robots d inspection Dualités et convergences robotique militaire et civile, Gérard de Boisboissel, CREC Saint-Cyr Coëtquidan Les robots militaires, et notamment les drones, connaissent un fort développement depuis la guerre en Irak en On est passé de l utilisation de 150 drones en 2004, en Irak, à drones et missions en Les pays leaders dans le domaine restent les USA et Israël. 6 D un point de vue militaire opérationnel, la robotique correspond à plusieurs objectifs ou missions. La première mission consiste évidemment à limiter au maximum l exposition du soldat aux dangers du champ de bataille par un rôle de protection. Cela est lié à une logique du «zéro mort» : remplacer l humain exposé par la machine. La seconde mission est d augmenter les capacités du soldat et de son unité combattante. On peut évoquer par exemple les concepts de robots porteurs de lourdes charges en zone de combat au service du soldat. La troisième mission comprend la réalisation de tâches pénibles ou répétitives. L intervenant évoque ensuite le programme d armement Scorpion II (de 2013 à l horizon 2025). Ce programme d armement vise à augmenter les capacités des unités combattantes dans un environnement de conflit numérique. Les futurs robots prendront des formes très diverses. Ainsi on trouvera des drones, dont certains très miniaturisés, des robots polyvalents et multi-tâches, des robots tactiques, des robots de surveillance Parmi les missions assignées à ces robots, on note l infiltration pour observer avant d entrer dans un milieu hostile ou difficile, à l exemple d un souterrain potentiellement occupé par l ennemi. La détection et la destruction d explosifs font parties des tâches de prédilection des robots. Les robots peuvent aussi compléter les capacités de destruction des unités combattantes, tout en restant sous le contrôle opérationnel de l humain, pour des raisons éthiques et légales. Les robots conviennent bien à des fonctions de supports logistiques, pour alléger les charges portées par les combattants notamment. Les américains disposent de robots «mules» pour ce type de tâches. Le domaine militaire requiert des exigences très spécifiques qui lui sont propres. Parmi celles-ci, on souligne la fiabilité et l efficacité à 100% dans des conditions sévères, liées notamment aux conditions météorologiques. L autonomie est une attente majeure sur le champ de bataille. La robotique doit faciliter le travail du combattant, lui éviter du stress supplémentaire et des efforts additionnels inutiles et dangereux sur le champ de bataille. Les équipements militaires doivent s adapter aux conditions de terrain, et à tous les paramètres environnementaux. La technologie sans fil, l optimisation des bandes de fréquences radio et la sécurité des communications constituent des atouts précieux et parfois vitaux sur le terrain. Plusieurs questions émergentes se posent du point de vue militaire. Le sujet de la déshumanisation de la guerre avec la substitution du combattant par les robots se pose de plus en plus en se fondant

7 sur le concept du «zéro mort». Des questions éthiques, liées aux drones de combat, se posent pour les responsables civils et militaires. Qui prend la décision d utiliser des armes létales avec des systèmes autonomes équipés pour tuer? Le risque de confusion entre les drones armés et les drones de surveillance peut questionner les combattants sur le terrain. D autres questions légales se posent au sujet des robots et de leurs actions. Les réalités économiques et militaires invitent à réfléchir sur la dualité des matériels et des technologies. En effet, les budgets militaires s orientent à la baisse et il faut s interroger sur les effectifs et le niveau de technologie des matériels employés pour assurer les missions. Les contraintes économiques incitent aussi à utiliser et à adapter des technologies civiles à des applications militaires et d éviter les lourdes dépenses en R&D. L inertie et la longueur des programmes militaires peuvent se montrer inadaptées aux changements des besoins et exposer aussi au risque de l obsolescence. Le recours à des technologies civiles, plus rapides et réactives, mérite d être considéré. 7 Par ailleurs, les technologies civiles, dans certaines applications, présentent des similitudes au monde militaire. Ainsi, la chimie et le nucléaire sont confrontés, pour les robots, à des situations dangereuses comparables à celles du militaire. Les missions de surveillance, de maintien de l ordre, de patrouille et d inspection d installations sensibles disposent de point de convergence avec les utilisations dans le contexte militaire. L assistance à l être humain en augmentant ses capacités, avec un exosquelette par exemple, réponds à des attentes similaires pour le civil et le militaire. En conclusion, la dualité entre le civil et le militaire s impose comme une évidence et une réalité concrète, comme le montre le programme défi Carotte, mis en œuvre par la DGA et l ANR, centré sur l innovation en robotique terrestre. Conférence de l outil Mécatronique à l exosquelette, Serge Grygorowicz, RB3D Cette présentation se focalise sur la création et les évolutions de l exosquelette Hercule. La seconde génération de Hercule est un exosquelette limité aux jambes et capable de porter une charge de 30 kilos, avec une autonomie de 4 heures ou de 20 kilomètres. La troisième génération d Hercule devient un exosquelette complet, doté de bras, avec une capacité de transport de 16 kilos. Sur le plan technique, l exosquelette ne requiert aucun capteur sur l utilisateur, les mouvements sont fluides et le fonctionnement électrique assure une bonne autonomie. Le nouveau projet Hercule V2 correspond à une approche duale civile et militaire. Cet exosquelette actif complet, doté de bras et de jambes, est prévu pour le port et le déplacement de charges lourdes d un poids de 100 kg. La protection du démineur, sans nuire à sa mobilité, fait partie du cahier des charges. Hercule V2 voit sa stabilité assurée par l utilisateur et fonctionne dans une logique de transparence «cobotique». Un usage dual des technologies ouvre des opportunités. Il faut noter aussi une multiplication des exosquelettes dans le domaine du militaire, notamment aux USA, ce qui montre le renforcement de l intérêt pour cette approche.

8 Dualité «civil et militaire», R&Dtech et R&Drones, Marco Calcamuggi La présentation éclaire le sujet sensible des biens et technologies duales qui peuvent avoir des usages civils et militaires. La réglementation communautaire et nationale détermine un fondement juridique pour encadrer les échanges, et notamment les exportations dans ces domaines avec des applications civiles mais aussi militaires. Ainsi, une liste de biens soumis à contrôle lors de leurs exportations hors du territoire de la communauté est établie. Les différentes catégories regroupent une très large gamme de biens et de technologies. Certains équipements et biens semblent naturellement concernés comme les réacteurs nucléaires ou les toxines. D autres, à priori peu militarisés, comme les roulements et les machines outils, figurent également dans cette liste. Le sujet reste complexe du point de vue juridique et peut faire l objet de subtiles interprétations. Heureusement, un guide des exportations des biens et technologies à double usage est disponible via les douanes. Ce guide propose un récapitulatif complet des démarches. Sur le plan pratique, il convient aussi de contacter la DGA pour s informer sur le thème des biens et technologies duales. L état et la DGA souhaitent encourager les PME à s intéresser au développement de technologies et biens à usage dual. Le portail Ixarm (http://www.ixarm.com/index_fr?lang=fr) constitue un bon point d entrée pour mieux connaître les dispositifs et les besoins exprimés par la défense. Une partie de ce portail concerne les marchés et opportunités liés aux applications militaires. 8 En revenant au thème de la robotique, le contexte devient très favorable aux innovations proposées par les PME et les jeunes entreprises innovantes. En effet, la créativité et la réactivité pour développer et adapter des technologies civiles à des usages militaires semblent de plus en plus appréciées. Par ailleurs, la taille des marchés en robotique militaire, parfois modeste, convient mieux aux PME et n intéresse pas beaucoup les grands groupes. Les dispositifs d OSEO peuvent participer au financement de ce type d innovations, notamment en phase de création pour les entrepreneurs. Plusieurs exemples de technologies duales illustrent l intérêt de la démarche. Ainsi, un robot conçu pour l inspection des gaines d aération peut trouver une application de surveillance ou d exploration pour le militaire. Dans la même logique, un robot d exploration et de surveillance maritime pour le civil peut se décliner en mini robot de déminage pour les mines flottantes. Des exemples de produits grand public sont également proposés. Les manettes de jeux vidéo fonctionnent sur des consoles à des fins ludiques, mais s utilisent aussi pour le pilotage de drones militaires. Les technologies duales civiles et militaires constituent un espace d innovation et de partenariat pour les entreprises de toutes les tailles. Cette opportunité mérite l attention. Session Robotique et sociétés Conférence «les trois lois de la robotique», Jean-Claude Heudin, IIM (Institut de l Internet et du Multimédia) L écrivain de science fiction Isaac Asimov traite dans ses romans de l éthique vis-à-vis des robots et de leurs relations avec l humain. Les trois lois ou règles s organisent avec un strict ordre hiérarchique : la première l emporte sur la seconde, qui elle même ne doit pas enfreindre la première. La première loi stipule qu un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, en restant passif, autoriser qu un être humain soit exposé au danger. La seconde loi indique que le robot doit obéir aux ordres que lui donne un être humain, sauf si ces ordres entrent en conflit avec la première loi. La troisième loi impose que le robot doit protéger son existence, tant que cette protection

9 n entre pas en conflit avec la première et la seconde loi. Ces lois initiales ont fait l objet de précisions et de compléments en amont et en aval. Ainsi, une méta loi stipule qu un robot ne doit pas agir tant que ses actions ne sont pas soumises aux lois de la robotique. Une loi zéro, très globale, précise qu un robot ne peut nuire à l humanité, ni la laisser en danger sans assistance. Toutes ces lois se fondent sur des raisons et considérations très profondes, mais aussi sur des peurs légitimes. L histoire, la religion, la sociologie et de nombreuses disciplines interviennent sur les questions éthiques du rapport entre l être humain et le robot. Quatre grandes raisons peuvent être avancées pour expliquer la peur ou les réticences à l égard des robots ; ces craintes sont liées à une certaine forme de fascination : 9 La 1 ère raison correspond à la crainte de l autre et aux réticences à l incorporer dans un groupe humain ou animal, à cause de sa différence, La 2 ème raison relève de la religion, qui interdit de reproduire une créature, rôle réservé au divin, La 3ème raison trouve son origine dans la littérature et le romantisme. La création de montres et de créatures surnaturelles et dangereuses fait partie de la culture et marque encore les esprits. Une créature artificielle très ressemblante, tel un clone, provoque aussi le trouble chez les humains, La 4ème explication de la peur des robots, est liée à la robotique industrielle qui détruit les emplois en remplaçant l homme. Ces quatre raisons font l objet de débats, souvent contradictoires, plus ou moins pertinents et rationnels, mais qui constituent malgré tout pour le conférencier, le socle des peurs ou craintes à l égard des robots. Il souligne aussi les grandes différences culturelles entre l occident et le Japon en terme de perception des robots. Au Japon, la population adhère beaucoup mieux à l introduction de robots dans la vie quotidienne. La culture populaire, la société japonaise, la démographie, l urbanisation forte, le rapport à l artificiel, notamment, expliquent en partie cette attitude plus ouverte aux robots. En conclusion, le conférencier invite l assistance à réfléchir sur l éthique à adopter dans la création et l utilisation des robots. Il propose à son tour des règles. La première règle consiste à revendiquer clairement l aspect artificiel du robot et cela de manière durable et sans ambiguïté. Pour lui, les plus grandes réussites d intégration de robots auprès du grand public correspondent à des robots sympathiques, conviviaux, utiles, ludiques, mais qui ne ressemblent pas à l être humain. La seconde règle consiste à préserver l harmonie et la cohérence par rapport à l humain. La morphologie et le comportement doivent trouver une certaine adéquation. Le cas des robots rassurants et très utiles, au service des personnes âgées, représente une illustration de cette cohérence. La troisième règle correspond au respect des règles et des interdits sociaux. Le robot, pour s intégrer, doit s insérer dans les usages admis par les humains et la société. Pour terminer, le conférencier revient sur les trois lois d'isaac Asimov qui forment un cadre éthique minimal. Celui-ci n est pas toujours respecté, il évoque le cas du drone lanceur de bombes qui contredit la première loi.

10 Conférence robots et société, Béatrice Korc, Université de Lyon Cette brillante conférence, qui casse radicalement les idées reçues, invite à la réflexion et à la prise de recul au sujet de l être humain et son rapport à la technologie. Pour débuter et planter le décor, la robotique n est pas vraiment nouvelle à l échelle de l histoire. En effet, Vaucanson présentait déjà au 18ème siècle, en 1744, un canard artificiel automate avec un système digestif remarquable en terme de réalisation robotique. Son premier automate, le joueur de flûtes, représentait aussi une réalisation très appréciée et aboutie à son époque. En arrière plan, on peut deviner Descartes et son concept de «corps comme une machine» dans la démarche de reproduire le vivant en décomposant les mécanismes. Vaucanson, très créatif, travaillait aussi sur de nombreux projets de machines et envisageait même une usine sans hommes. Malgré les échecs de Vaucanson dans les réalisations industrielles, on trouve déjà des principes fondateurs dans son œuvre, comme l automate qui reproduit les actions de l être humain pour la robotique. Le voyage historique se poursuit avec Karel Capec qui écrit en 1920 la pièce de théatre R.U.R (Rossum Universal Robots). Pour la première fois, le terme «robot» est introduit dans le langage courant. Il trouve son origine dans le mot tchèque «robota» qui signifie travail ou servage. Cette pièce de théâtre met en scène de nombreuses dérives et excès liés au travail et au fonctionnement de l économie. 10 En revenant au temps présent, la conférencière souligne le cas d un double robotique du professeur Hiroshi Ishiguro. L apparence du clone robotique est telle qu il est presque impossible de distinguer la copie de l original sur une image. Le trouble augmente encore avec la présentation d extraits de plusieurs pièces qui associent au Japon des acteurs humains et des robots, sans pouvoir immédiatement en faire la distinction au premier regard. Cette recherche de similitude entre le robot et l humain pose des questions. Parmi celles-ci, on trouve une quête vaine de la perfection dans la similarité, même s il subsiste toujours des détails permettant d éviter la confusion. Le clonage de sa propre personne suscite aussi des interrogations sur le sens et la finalité de la démarche. Il convient aussi de signaler que les pièces de théâtre restent limitées à une vingtaine de minutes à cause de l autonomie des batteries. La similitude à courte durée questionne aussi la conférencière sur la problématique de l autonomie des robots. Elle fait remarquer que beaucoup de robots sont branchés sur les stands d innorobo et que les démonstrations en mode batteries, donc hors branchement, restent rares ou assez courtes. Elle conclut sa présentation avec le cas exemplaire du Japon pour la robotique de service à la personne. Plusieurs facteurs favorables à cette robotique sont mis en évidence. Il existe un certain optimisme et une attitude favorable au regard d un objet technique artificiel au Japon. Le vieillissement de la population et l isolement urbain à domicile peuvent contribuer à l introduction de la robotique de service. Communication et robotique, Alexandre Colle & Edouard Duvernay, 9732 Cette conférence se concentre sur la communication et l image, en liens avec la technologie et la robotique. Ils mettent à de nombreuses reprises, via des visuels, le doigt sur des erreurs ou des déficits de communication pour l industrie et la robotique. Pour la robotique, les galeries d images démontrent le caractère «trop jouet», «trop négligé» ou «trop complexe» de la communication diffusée. Il existe de multiples raisons à ce déficit d image et de communication. Le fond et la forme,

11 liés à l existence du produit, peuvent être en cause ; le manque de temps, de moyens, de compétence et une sous-estimation de l image provoquent aussi parfois ce handicap d image. Pour améliorer la communication et l image de la technologie d un produit et de la robotique, plusieurs pistes sont explorées. Une d entre elles appartient à la science fiction. Pour le grand public, il faut tenter d instruire, d émerveiller, d inspirer. La communication peut s appuyer sur le passé en recyclant des archétypes qui rappellent par exemples, les jouets ou objets de l enfance. Le petit robot sympathique des dessins animés peut faire l objet de ce type d approche. Une autre voie consiste à exploiter le filon de la nature et de la magie médiévale. Une communication inspirée du Seigneur des anneaux représente une des formes possibles. Une empathie naturelle avec ce type d univers fantastique et médiéval est souvent utilisée pour les jeux vidéo notamment. Pour la robotique, la question de la création d humanoïdes est posée. Des arguments favorables à cette approche humanoïde sont développés. La similitude en fait des machines bien adaptées à l environnement humain, le visage peut favoriser l interactivité entre la personne et le robot par exemple. Le robot véhicule aussi, par la littérature et le cinéma, des images parfois extrêmes et très variées. La communication doit faire attention à ce puissant imaginaire collectif. Les intervenants jugent indispensables de revoir la communication de la robotique en développant des nouveaux processus de création. Ils conseillent notamment d apprendre à regarder la nature. La nature protectrice, la nature puissante et sublimée, offrent des images animées très valorisantes pour les objets technologiques. Plusieurs publicités pour des voitures de luxe allemandes sont données en illustrations. La créativité passe aussi par les moyens informatiques puissants pour utiliser des environnements de synthèse en 3 dimensions avec des formes artificielles qui se déplacent dans toutes les directions, avec des fractales par exemples. Le design du produit se montre aussi déterminant dans la communication. Il convient selon eux d investir dans la mise en valeur du produit. Les objets doivent devenir plus séduisants, mieux dessinés et plus efficaces. La démarche créatrice pourrait progresser davantage en constituant des équipes et des laboratoires multi disciplinaires pour concevoir de meilleurs produits. Les sciences humaines et sociales, les artistes, peuvent coopérer avec les sciences de l ingénieur pour mieux développer les produits. 11 En conclusion, la démarche d innovation implique selon les conférenciers plusieurs actions complémentaires. Il s agit de prendre position, créer du débat, s éloigner des consensus, créer une esthétique et susciter l émotion. Le développement de la robotique dans les milieux artistiques, Pascal Gautier, Directeur artistique d Urban Orchestra Pascal Gautier est un musicien, joueur de violon dans des orchestres. L idée de reproduire les gestes d un chef d orchestre provient, entre autres, de sa connaissance musicale. Le principe consiste à capturer les vrais mouvements d un chef d orchestre sur un morceau musical adapté. La gestuelle, les variations du morceau et des commandes du chef d orchestre constituent des critères importants dans le choix de la partition et de sa reproduction visuelle. L idée consiste à transférer cette gestuelle à un robot qui va vraiment animer et commander un ensemble de plusieurs musiciens avec des instruments différents. Chaque musicien va véritablement suivre les indications et les gestes du robot pour exécuter en rythme son morceau avec toute l harmonie de l orchestre. Dans les vidéos, la synchronisation et le naturel des gestes sont remarquables. Ce résultat provient de la qualité de la

12 capture de mouvement, de la gestion d une bibliothèque gestuelle, de l implication d un vrai chef d orchestre et de celles des musiciens. Un autre exemple de robotique artistique est proposé. Il s agit des robots porteurs de lumières de spectacle. Les robots industriels portent sur leurs bras articulés des projecteurs de différentes couleurs. Une programmation des mouvements permet de reproduire un éclairage professionnel de spectacle. Le concept fonctionne sur le plan technique. Par contre, le prix de location des robots et le poids de ce type d équipements constituent des freins pour une utilisation régulière pour des spectacles. Il existe en effet une limitation du nombre de robots par le poids supporté par la scène de spectacle. 12 Enfin, la capture gestuelle peut trouver une autre application en liens avec le milieu artistique. Un robot a pu reproduire sur un tableau un dessin et la signature de Fournier, dessinateur de Spirou. Au préalable, Fournier avait dessiné sur une tablette, le robot enregistre et reproduit ensuite avec son bras équipé d un crayon les mêmes motifs. Session Les robots dans la ville et les bâtiments en partenariat avec Captronic Conférence «construction et ville intelligente», Fabien Bonnet, Azimut Monitoring Basé en Savoie, Azimut Monitoring emploie 23 personnes et est spécialisé dans le domaine des capteurs. Il convient tout d abord de bien cerner la notion de ville intelligente. Une cité moderne doit intégrer et gérer au mieux plusieurs grandes questions et domaines essentiels : l énergie, la santé, le social et le transport. La ville de Lyon est proposée en illustration de ce concept. Pour fonctionner, le système complet a besoin de données précises, fiables et fréquentes. Des capteurs et des instruments de mesure équipent la ville. L open data, avec des informations multiples, participent aussi à l intelligence de la ville. Le retour des citoyens, sur les problèmes éventuels ou par des suggestions, participe à la démarche de progrès. Pour la construction et le logement collectif, le système de bâtiment intelligent repose sur les mêmes principes, c'est-à-dire des objectifs avec un système de mesure et de retour d expériences. Pour le bâtiment intelligent, on trouve les questions de l énergie, du confort et de la santé. Ce bâtiment intelligent devient très instrumenté avec plusieurs types de capteurs, une gestion globale est mise en œuvre, et le retour des habitants fait partie du bon fonctionnement du système. Une illustration réelle est proposée dans la ville de Nice avec le système «mygreenservices» (https://mygreenservices.inria.fr/). Le site web se présente comme le portail citoyen de l air azuréen. L originalité consiste à impliquer le citoyen dans la mesure de la qualité de l air et de favoriser les bonnes pratiques et les échanges d informations. Des capteurs fixes et mobiles sont disponibles pour les personnes souhaitant participer à la démarche. Des données très localisées en temps réel peuvent être accessibles aux citoyens connectés au portail. Pour la construction, on note l exemple «Green Office», situé à Paris. Le projet exploite la haute technologie, produit du solaire et contrôle très finement son efficacité énergétique et la température de toutes les pièces. Sur un plan plus global, à l échelle de la ville, la technologie et l instrumentation doivent se développer, mais il ne faut pas oublier le lien entre les citoyens pour améliorer le système. Une ville

13 intelligente et protectrice doit vraiment intégrer les objectifs environnementaux liés à la qualité de l air. La pollution et la dégradation de l air ont plusieurs origines (habitat, industrie, transport...). La pollution et les nuisances urbaines ne se limitent pas à la qualité de l air, le bruit, la photochimie, font parties de l équation urbaine. Tout cela implique des réseaux de capteurs, des dispositifs mobiles et connectés à Internet, des interfaces de communication et d information vers les citoyens. Pour la construction, Azimut Monitoring instrumente avec des capteurs l ensemble du bâtiment. Deux types d objectifs sont ciblés : le confort et la surveillance des polluants. Pour le confort, le bruit, la température, l humidité, la luminosité font l objet de mesure et de correction adaptative. Pour les polluants intérieurs, certaines substances chimiques et les poussières fines méritent une attention particulière. 13 Les robots dans la ville, l Arpenteur, un véhicule personnel électrique, Patrick Saous, Mobilité Service Cette conférence débute avec l arrivée sur la scène de l Arpenteur, véhicule personnel électrique. Le concept de véhicule personnel électrique urbain intervient en complément des autres moyens de transport en usage dans la ville. Il s adresse à tous, du lycéen à la personne âgée. L utilisateur pilote debout l Arpenteur, qui évolue à hauteur humaine à la vitesse de la marche (6 ou 10 km/h) dans tous les lieux ouverts aux piétons. L Arpenteur résulte d une démarche d éco-conception. Il fonctionne à zéro émission et reste simple, modulable pour un entretien facile. Il ne requiert aucun aménagement et mobilise peu d espace public par son utilisation. Parmi ces caractéristiques intéressantes, on note la possibilité de transporter des objets assez lourds (40 à 60 kilos) et une grande maniabilité (4 roues directrices, de 1 à 4 roues motrices). La grande stabilité de l Arpenteur est très appréciée. Une autre application fait l objet d une présentation. Le concept se nomme BMR 33 (Base Mobile Robotisable). Ce projet de véhicule doté de 4 roues n a pas du tout la même forme ni la même vocation. Il s agit plutôt d un robot mobile assez bas, adaptable à des utilisations très variées. Un usage en atelier, comme outil de transport de pièces peut s envisager. L utilisation comme base mobile en milieu hostile correspond à une autre application potentielle. Un usage en milieu hospitalier, ou comme plateforme logistique, peut aussi s envisager. L agriculture peut aussi être intéressée par cet engin. Pour conclure, l Arpenteur est une application déjà très aboutie qui pourrait intéresser des collectivités locales urbaines. En revanche, pour le concept BMR 33, une ouverture à de nombreuses compétences et domaines d utilisation est recherchée. Robots domestiques, robots grand public, les chiffres, Udo Jansen, GFK Le conférencier débute par l application majeure en robotique de service domestique : les robots aspirateurs. Il précise que les chiffres proviennent de la mesure et de l analyse d un panel international de distributeurs de matériels. Les données actualisées se situent au plus près des marchés et intègrent toutes les formes de distribution, y compris les ventes par Internet. Le marché mondial (hors Amérique du Nord) des robots aspirateurs connaît une progression très forte. Il passe de en 2010 à 1,3 M de robots aspirateurs vendus en Ce marché progresse également en valeur de 290, en 2010, à 483 M en Les robots aspirateurs ne représentent pour le

14 moment qu une relative faible part du total du marché des aspirateurs. Toutefois, les robots aspirateurs représentaient déjà 12% du total de la valeur de ce marché en 2012 dans la zone Asie Pacifique et 8% en Europe de l Ouest. En Europe de l Ouest, les pays adoptent des comportements très variés dans l achat de robots aspirateurs. En 2012, en Espagne, les robots représentaient 26% de la valeur du marché des aspirateurs, 25% au Danemark, 18% en Italie, 10% en France et 4% seulement en Allemagne. La vente de robots aspirateurs se distingue par une part très significative de vente en ligne par internet. En Europe de l Ouest, 31% des ventes de ces robots s effectuent en ligne. En France, 30% des ventes de robots aspirateurs se déroulent en ligne. Les robots aspirateurs constituent un des achats de fin d année très pratiqué, avec des pics de ventes très forts en décembre. 14 Le marché des robots de tonte à gazon reste une application de niche mais non négligeable au regard de l ensemble des tondeuses vendues sur le marché en Cela représente 1,5% du marché en 2012 en France mais 6,9% en Allemagne. La croissance forte de 22% en France et de 101% en Allemagne en 2012, pour les robots tondeuses à gazon, mérite d être signalée. Session Internet des objets, maisons intelligentes L écosystème maison intelligente, Stéphane Monteil, Sogeti High Tech La maison intelligente s insère dans un écosystème assez hétérogène avec plusieurs grandes catégories d acteurs. On distingue les fabricants de matériels électriques et électroniques avec les exemples de Schneider, Legrand, Samsung, Frescale... Les opérateurs de télécoms, les producteurs et distributeurs d énergie, à l exemple d EDF, font partie de cet éco-système. Enfin, le monde du logiciel et des services liés à Internet (Google, Ibm, Microsoft ) et les spécialistes de la maison intelligente et de la domotique complètent le tableau. Sur le plan technique et conceptuel, une maison intelligente se distingue par une forte connexion au monde extérieur et se pilote à distance. Schématiquement, à l intérieur de la maison intelligente, de nombreux équipements sont connectés en liaisons par radio. La Box Internet est souvent présentée comme un point central du système intérieur. A l extérieur, la connexion à Internet et les services liés au «Cloud» participent à la gestion de l habitat individuel piloté et intelligent. La maison intelligente se conçoit aussi par la mise en synergies de trois types de solutions. La première relève de l utilisation d objets connectés (capteurs, actionneurs, tablettes, équipements multimédia ). Dans la seconde partie, les logiciels intégrés et embarqués jouent un rôle majeur dans l automatisation et le pilotage de toutes les interactions avec des lois de commandes adaptées. Enfin, la troisième composante correspond au «Cloud», avec tous les services et logiciels associés. La maison intelligente et connectée implique d évoluer vers une standardisation des protocoles de communication entre machines. Un format standard pour les modules d émission et de réception favorise les communications M2M (machine to machine). L institut européen des normes de télécommunication joue un rôle fédérateur dans ce domaine pour standardiser ces échanges entre machines. Ces communications et cette standardisation concernent les équipements. Le chauffage, la machine à laver et les autres appareils doivent bénéficier de cette standardisation entre eux. Ces équipements s intègrent et doivent interagir avec plusieurs types de réseaux (sans fil, mobile, fixe ). Le tout fonctionne avec des applications qui utilisent aussi des protocoles standardisés de communication. Schématiquement, une maison intelligente fonctionne avec quatre grands piliers

15 interconnectés. Le premier est un WPAN (réseau personnel sans fil) qui relie plusieurs équipements par une connexion radio. Un boîtier de contrôle relié au réseau personnel sans fil constitue le second pilier. Un réseau local en protocole Internet, troisième pilier, intervient dans la chaîne de connexion. Le routeur est le quatrième pilier ; il offre la connexion au réseau étendu (WAN), c'est-à-dire à Internet avec toutes ses possibilités d interactions. Ensuite, Internet offre l accès à tous les services du «Cloud» et le pilotage à distance avec des téléphones intelligents, des tablettes et autres équipements informatiques portables ou fixes. Il existe plusieurs protocoles standardisés de communication pour les réseaux personnels sans fil (WPAN) qui fonctionnent par radio fréquence mais avec des technologies différentes. Parmi ceux-ci, l intervenant insiste sur le protocole Zigbee. Il en existe d autres comme Z wave, EnOcean, KNX RF... En restant dans la logique de standardisation, les membres de l alliance OSGI définissent ensemble un canevas et les règles de plateformes de services embarqués fondés sur le langage Java. Tous les modules et les technologies, validées par OSGI et Android, offrent la possibilité de disposer d un panel d applications de domotique pour les Home Box dans une logique proche des applications pour les téléphones intelligents et les tablettes. 15 Pour éclairer l avenir, l intervenant propose une vision prospective des développements à venir dans le domaine de l Internet des objets et de la maison intelligente. Parmi les tendances prévues, on note la standardisation pour la connexion d une grande variété d objets et d équipements. Les interactions de l utilisateur avec tous les dispositifs devraient davantage s opérer par la commande vocale et la gestuelle. Les technologies sémantiques et les agents intelligents pourraient autoriser des interactions automatiques avec les entités du monde réel. L expert propose aussi une vision élargie et futuriste d une connexion assez universelle des objets et des machines avec les atouts de la standardisation M2M (machine to machine). Cela permet d envisager une plateforme de services très larges (la maison intelligente, l énergie, les déchets, le transport, les équipements urbains, la surveillance ). Un changement de perspective est également évoqué pour le futur. Il s agirait de passer d une logique d applications verticales à une intégration horizontale de nouveaux services. Cette approche horizontale se focalise sur les besoins personnels de l utilisateur. Un exemple d organisation des déplacements quotidiens d une personne est proposé. Il s agit d un processus d optimisation global utilisant des sources multiples d informations. En fonction des conditions de météo et de trafic, notamment, tout serait préparé au mieux pour l utilisateur. Du départ de sa maison à l arrivée au bureau, l assistance serait complète avec l utilisation combinée de plusieurs moyens de transports individuels et collectifs et la réservation de places de parking et de recharge de véhicule électrique. Les zones dangereuses ou encombrées lui seraient aussi évitées grâce à l intelligence des services fournis, bénéficiant de l information en temps réel. L Internet des objets et la robotique, Yves Legrand, Freescale Cette conférence démontre le rôle essentiel des capteurs de tous types dans le monde des objets et des équipements connectés. En effet, les capteurs interviennent dans de très nombreuses applications, souvent innovantes. Les services de réalité augmentée, basés sur la localisation d un utilisateur équipé d un mobile, font appel à plusieurs capteurs complémentaires. Les nouvelles interfaces utilisateurs, à l image des futures lunettes de Google, exploitent aussi des capteurs pour fonctionner. L automobile utilise une multitude de capteurs pour assurer la sécurité et le confort à bord du véhicule. Les capteurs enregistrent et peuvent transmettre les paramètres utiles pour la surveillance à distance de la santé d un patient. A l image de la physiologie humaine et de ses cinq

16 sens, les capteurs fonctionnent en synergie. Pour un système de capteurs dans un objet intelligent, l ensemble et la globalité restent toujours supérieurs à la somme des parties. Une analogie entre le cerveau humain et le traitement informatique est évoquée. Le cerveau utilise tous les sens pour prendre les meilleures décisions et agir. L objet exploite son système de capteurs pour réaliser les fonctions nécessaires ou souhaitées. Dans un téléphone intelligent ou une tablette, on trouve plusieurs types de capteurs dont les données sont traitées informatiquement par une MCU (Multipoint Control Unit). Dans les catégories de capteurs, pour ce type d objets, on distingue l altimètre, le baromètre, l accéléromètre, le gyroscope, le magnétomètre et le capteur de lumière. Les capteurs peuvent intervenir dans un contexte global décomposable en trois parties. La même logique combinatoire et de traitement intelligent des informations peut s appliquer dans ces différentes parties. La première partie correspond à l être humain. Les capteurs peuvent mesurer beaucoup de choses : les mouvements, les réactions, les émotions, la posture, la biométrie. La seconde partie relève du domaine des machines et des infrastructures. De nombreux paramètres font l objet de mesure par les capteurs : trajectoire, impact, vitesse, puissance La troisième partie constitue la nature, l environnement naturel, le milieu ambiant. De nombreux paramètres sont mesurés également : localisation, altitude, température, humidité, bruit, lumière. Toutes ces parties et le traitement des données peuvent faire l objet de partage et d interconnexion sans fil (ex : via WiFi) pour assurer un service personnalisé à l utilisateur. Les données circulent et font l objet de traitement dans plusieurs sens, le local pour l utilisateur et le «Cloud» pour les échanges à distance. 16 Toutes ces technologies qui exploitent les capteurs et le potentiel de l Internet des objets trouvent des applications très utiles. Elles se basent sur une optimisation et une allocation des ressources automatique en temps réel. Le réseau électrique intelligent fait partie des bénéficiaires de cette approche. La gestion intelligente du trafic routier et la communication automatique entre véhicules peuvent améliorer les conditions de circulation. Une agriculture intelligente peut exploiter la météo avec une irrigation sélective et le contrôle sans intervention humaine des conditions de culture. L éclairage intelligent et adaptatif fait partie des usages pertinents pour améliorer le confort, la sécurité et économiser l énergie. L optimisation des décisions et l automatisation liée à un environnement connecté peuvent rendre de grands services dans plusieurs domaines. Ainsi, dans le médical, il est possible de suivre un patient à distance et d ajuster automatiquement la dose médicamenteuse adaptée à son traitement en fonction des paramètres mesurés chez le malade. En conclusion, de grandes perspectives semblent ouvertes en direction d une meilleure interaction contextuelle et intelligente dans tous les domaines, en tirant profit de la fusion des données des capteurs. Conclusion La richesse et la diversité des innovations en robotique présentes sur le salon Innorobo témoignent du potentiel de cette filière. Conscient de cette opportunité et des retards à combler, le Ministre du redressement productif Arnaud Montebourg a annoncé sur le salon le plan «France Robots Initiatives». Ce dernier a pour objectif d encourager la recherche et d inciter les PME à s équiper en robotique. En parcourant les stands et en écoutant les personnes, on ressent une vraie volonté de

17 coopérer et de rechercher des partenariats ou des clients potentiels pour l innovation en robotique. Le caractère essentiellement Mécatronique de la robotique offre des opportunités de développement aux activités de mécanique, d électronique, de logiciel, d intégrateurs et de conception complète de produit. Ce compte rendu a été réalisé pour Thésame par l Observatoire Stratégique de la Sous-Traitance. Retrouvez toutes les autres informations sur l évènement sur la page : innorobo-fr439.html 17

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