Les robots maniant des raquettes sont si doués au tennis de table qu’ils posent des défis difficiles, et parfois même battent, les joueurs humains d’élite. Une nouvelle étude montre comment les progrès de l’intelligence artificielle rendent les robots plus agiles.
Le géant japonais de l’électronique grand public Sony a développé un bras robotique appelé « Ace » et l’a opposé à des athlètes professionnels. Ace s’est avéré être un adversaire de taille, bien qu’il possédait plusieurs caractéristiques non humaines, notamment neuf yeux de caméra placés autour du terrain et une étrange capacité à suivre le logo du ballon et à mesurer sa rotation.
Le robot a appris à pratiquer ce sport à l’aide d’une technique d’IA connue sous le nom d’apprentissage par renforcement.
« Il n’existe aucun moyen de programmer manuellement un robot pour jouer au tennis de table ; il doit apprendre à jouer par expérience », a déclaré Peter Duerr, chercheur en intelligence artificielle chez Sony, co-auteur de l’étude publiée mercredi dans la revue scientifique Nature.
Pour mener l’expérience, Sony a construit un court de tennis de table de taille olympique à son siège social de Tokyo, offrant ainsi aux athlètes professionnels et autres athlètes hautement qualifiés des « règles du jeu équitables » avec les robots, a déclaré Dürr dans une interview à l’Associated Press. Certains joueurs se sont dits surpris par les compétences d’Ace.
Sony affirme qu’il s’agit du premier du genre dans un sport de compétition général.
Sony affirme que c’est « la première fois qu’un robot atteint le niveau expert du jeu humain dans un sport de compétition couramment pratiqué dans le monde physique, et qu’il s’agit d’une étape de longue date dans la recherche en IA et en robotique ».
Le robot sur mesure possède huit articulations qui dirigent son mouvement et ses degrés de liberté, lui permettant de positionner la raquette, d’exécuter des tirs et de répondre rapidement aux échanges de l’adversaire.
« La vitesse est aujourd’hui l’un des problèmes fondamentaux de la robotique, en particulier dans des scénarios et des environnements non figés », a déclaré Michael Spranger, président de Sony AI, dans une interview.
« Nous voyons beaucoup de robots très rapides dans les usines », a déclaré Spranger. « Mais ils répètent la même trajectoire encore et encore. Grâce à cette technologie, nous montrons qu’il est effectivement possible de former des robots pour qu’ils soient hautement adaptables, compétitifs et rapides dans un environnement incertain et en constante évolution. »
Spranger a déclaré qu’une telle technologie pourrait jouer un rôle dans l’industrie manufacturière et dans d’autres industries. Et il n’est pas difficile d’imaginer à quel point un matériel aussi rapide et sensible pourrait être utilisé en temps de guerre.
Construire des relations égales avec les humains est un défi.
Un robot humanoïde a couru dimanche à Pékin un semi-marathon robotisé à une vitesse supérieure à un record du monde humain, mais permettre à des machines d’interagir et de rivaliser à des vitesses instantanées avec des athlètes humains qualifiés constitue à certains égards un défi plus difficile.
Spranger a déclaré qu’il est important pour les chercheurs de ne pas donner au robot un avantage injuste et de s’assurer que la vitesse, la portée des bras et les performances du robot sont comparables à celles d’un athlète qualifié qui s’entraîne au moins 20 heures par semaine. Jouez selon les règles officielles du tennis de table sur un terrain de taille normale.
« Il est très simple de créer un robot de tennis de table surhumain », explique Spranger. « Nous allons construire une machine qui aspire et lance la balle beaucoup plus rapidement qu’un humain ne peut la renvoyer. Mais ce n’est pas le but ici. Le but est d’avoir un certain degré de comparabilité, un certain degré d’équité envers les humains, et de vraiment gagner au niveau de l’IA, au niveau de la prise de décision et des tactiques, et à un certain niveau de compétence. »
En d’autres termes, « les robots ne peuvent pas gagner simplement en frappant la balle plus vite que les humains ; ils doivent réellement gagner en jouant réellement au jeu. »
Les chercheurs en IA utilisent depuis longtemps des jeux de société comme les échecs comme références pour les capacités informatiques. Ils se sont ensuite tournés vers le monde plus ouvert du jeu vidéo. Mais déplacer l’IA des environnements simulés vers le monde physique est depuis longtemps la référence pour les fabricants de robots.
Spranger a déclaré que l’année écoulée a été « une sorte de moment ChatGPT pour la robotique » avec de nouvelles approches basées sur l’IA pour enseigner aux robots des environnements réels et les soumettre à des activités physiquement exigeantes telles que des backflips.
« Ace » a réussi un tir que les professionnels pensaient impossible.
Sony n’est pas la première entreprise à s’attaquer aux robots dans le monde du tennis de table. John Billingsley a été le pionnier de ces concours en 1983 avec un article intitulé « Robot Ping Pong ». Plus récemment, la division de recherche en IA de Google, DeepMind, a également travaillé sur ce sport.
Et Billingsley a déclaré que, bien qu’impressionnantes, les capacités de vision par ordinateur omnidirectionnelle et de détection de mouvement de Sony donnent du fil à retordre aux humains à deux yeux.
« Je ne veux pas minimiser cet accomplissement, mais ils ont confié cette tâche à la foule et ont utilisé une technologie semblable à celle d’un marteau », a déclaré Billingsley, ancien professeur de mécatronique à l’Université du Queensland du Sud en Australie, dans un courriel adressé à l’Associated Press.
Mais il a ajouté que la leçon est plus profonde : « Le véritable progrès vient des compétitions, qu’il s’agisse de frapper une balle ou de mettre le pied sur Mars. »
Les athlètes professionnels japonais Minami Ando et Sho Sone ont également affronté les robots Sony. Deux arbitres de l’Association japonaise de tennis de table ont agi en tant qu’arbitres.
Après avoir soumis l’article à un examen par les pairs avant sa publication dans Nature, les chercheurs de Sony ont poursuivi leur expérience et ont déclaré que la vitesse de tir et l’échange de l’as s’étaient accélérés, et qu’il jouait de manière plus agressive et plus proche du bord de la table. Jouant contre quatre joueurs hautement qualifiés, Ace les a tous battus sauf un en décembre, selon Sony.
Après avoir observé le tir de l’as, Kinjiro Nakamura, un autre athlète accompli qui a participé aux Jeux olympiques de Barcelone en 1992, a déclaré aux chercheurs : « Personne d’autre n’aurait pu faire cela. Je ne pensais pas que c’était impossible. »
Mais le fait qu’un robot l’ait fait « signifie que les humains pourraient le faire aussi », a-t-il déclaré dans des commentaires publiés dans le journal Nature.
___
Les journalistes de l’AP Yuri Kageyama et Javier Arciga ont contribué à ce rapport.
