50% des chiens-guides échouent à leur formation : le robot, une alternative fiable ?

L’année dernière, le département d’informatique du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science de l’Université de Binghamton avait fait du porte-à-porte pour Halloween avec un chien robotique quadrupède.

Cette année, ils utilisent le robot pour quelque chose que le professeur assistant Shiqi Zhang qualifie de « beaucoup plus important » que de distribuer des bonbons, aussi amusant que cela puisse être.

M. Zhang, David DeFazio – étudiant en doctorat, et Eisuke Hirota, étudiant en deuxième année, ont travaillé sur un chien d’aveugle robotisé afin d’améliorer l’accessibilité pour les personnes malvoyantes.

Ils ont présenté une démonstration dans laquelle le chien robot a guidé une personne dans un couloir de laboratoire, répondant avec confiance et prudence aux directives.

Le contexte du projet

Le Prof. Zhang a expliqué certaines des raisons qui ont motivé le lancement du projet.

« Nous avons été surpris de constater que dans les communautés de malvoyants et de non-voyants, si peu d’entre eux sont capables d’utiliser un véritable chien-guide toute leur vie. Nous avons vérifié les statistiques, et seulement 2% d’entre eux sont capables de le faire », a-t-il précisé.

Certaines des raisons de cette insuffisance sont que les vrais chiens-guides coûtent environ 50.000 dollars (soit 47.000 euros) et prennent deux à trois ans à former. Seulement environ 50% des chiens obtiennent leur diplôme de leur formation et continuent à servir les personnes malvoyantes.

Les avantages potentiels du chien-guide robotique

Les chiens-guides robotiques présentent une amélioration potentiellement significative en termes de coût, d’efficacité et d’accessibilité. Il s’agit de l’une des premières tentatives de développement d’un robot guide après le développement et la baisse des coûts de la technologie quadrupède.

Après environ un an de travail, l’équipe a réussi à développer une interface unique de traction de laisse à mettre en œuvre par l’apprentissage par renforcement. « En environ 10 heures de formation, ces robots sont capables de se déplacer, de naviguer dans l’environnement intérieur, de guider les gens, d’éviter les obstacles, et en même temps, d’être capables de détecter les tractions », a ajouté le Prof. Zhang.

Les défis à venir

Alors que le robot montre des promesses, David DeFazio a déclaré que des recherches et un développement supplémentaires sont nécessaires avant que la technologie ne soit prête pour certains environnements.

« Notre prochaine étape est d’ajouter une interface de langage naturel. Idéalement, je pourrais avoir une conversation avec le robot en fonction de la situation pour obtenir de l’aide », a-t-il indiqué . « De plus, la désobéissance intelligente est une capacité importante. Par exemple, si je suis malvoyant et que je dis au chien robot de marcher dans la circulation, nous voudrions que le robot comprenne cela. Nous devrions ignorer ce que l’humain veut dans cette situation. Ce sont quelques-unes des directions futures que nous explorons. »

En synthèse

Alors qu’il en est encore à ses débuts, l’équipe estime que cette recherche est une étape prometteuse pour augmenter l’accessibilité des espaces publics pour la communauté des malvoyants.

« Nous sommes la meilleure école publique de la région du Nord-Est », a conclu le Prof. Zhang. « Nos étudiants de premier cycle et de troisième cycle sont fantastiques. J’apprécie vraiment mes étudiants, Dave DeFazio et Eisuke Hirota. Ils sont capables de développer le logiciel et l’intelligence pour ce robot au service de la communauté. Ils sont très utiles et ce type de recherche n’est pas du tout possible sans le soutien des étudiants. »

A noter que l’équipe présentera un article sur ses recherches lors de la conférence sur l’apprentissage robotique (CoRL) en novembre 2023.

Pour une meilleure compréhension

1. Qu’est-ce que le chien-guide robotique ?

Le chien-guide robotique est un projet de recherche mené par le département d’informatique du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science. Il s’agit d’un robot quadrupède conçu pour aider les personnes malvoyantes à se déplacer en toute sécurité.

2. Pourquoi ce projet a-t-il été lancé ?

Le projet a été lancé en réponse à la constatation que seulement 2% des personnes malvoyantes sont capables d’utiliser un véritable chien-guide toute leur vie, principalement en raison du coût élevé et du temps nécessaire pour former un chien-guide.

3. Comment fonctionne le chien-guide robotique ?

Le chien-guide robotique utilise une interface unique de traction de laisse, développée par apprentissage par renforcement. En environ 10 heures de formation, ces robots sont capables de se déplacer, de naviguer dans l’environnement intérieur, de guider les gens, d’éviter les obstacles, et en même temps, d’être capables de détecter les tractions.

4. Quels sont les défis à venir pour ce projet ?

Les défis à venir comprennent l’ajout d’une interface de langage naturel et le développement de la capacité de «désobéissance intelligente», c’est-à-dire la capacité du robot à ignorer une directive dangereuse de l’utilisateur.

5. Quel est l’impact potentiel de ce projet ?

Si le projet réussit, il pourrait augmenter significativement l’accessibilité des espaces publics pour les personnes malvoyantes. Les robots pourraient être utilisés dans des environnements spécifiques, comme les centres commerciaux et les aéroports, où ils pourraient être plus efficaces que les vrais chiens-guides.

Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science, Shiqi Zhang, David DeFazio, Eisuke Hirota

Légende illustration principale : Shiqi Zhang, professeur agrégé d’informatique, et ses étudiants ont programmé un robot chien-guide pour aider les malvoyants. Le robot réagit lorsqu’on tire sur sa laisse. Crédit photo : Stephen Folkerts ’24.