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L'Université de Tel-Aviv partenaire d'un consortium européen pour le développement d'un robot qui pousse comme une plante

Le groupe de recherche du Dr. Yasmine Meroz de la Faculté des sciences de la vie de l'Université de Tel Aviv, est l'un des neuf partenaires d'un projet novateur interdisciplinaire dans le cadre du programme européen Horizon 2020 FET de l'Union européenne, pour le développement d'un robot capable de grimper et de se déplacer par une méthode inspirée du processus de croissance des plantes grimpantes. Cette approche novatrice a pour but de faire face à l’un des défis les plus complexes de la robotique: le déplacement en terrain difficile et imprévisible, et d'aboutir à la construction d'un robot capable d'exécuter des tâches impraticables par l'homme, comme de s'infiltrer sous des décombres ou sur des sites contaminés.

"Les robots à roues ou à jambes existants aujourd'hui, dont beaucoup sont inspirés par des animaux, sont capables de se déplacer sur les surfaces, mais ont des difficultés à surmonter les obstacles tels que les escaliers, les écueils, les fissures et les fossés", explique le Dr. Meroz. "L'approche que nous proposons est totalement différente: il s'agit d'un robot inspiré du monde végétal, en particulier du mouvement de croissance des plantes grimpantes, comme la vigne, le lierre ou les clématites. Un tel robot pourra parvenir presque n'importe où: à grimper sur des rochers et des bâtiments, franchir des dépressions ou des obstacles comme des ruisseaux, etc.".

Un "robot qui pousse"

Ce projet novateur, d'un coût de 7 millions d'euros, rassemble des chercheurs de neuf laboratoires de pays européens (Italie, Allemagne, Israël, France et Espagne) spécialisés dans divers domaines: botanique, robotique, science des matériaux, informatique, mathématiques, ingénierie, énergie, etc . Le consortium est dirigé par le Prof. Barbara Mazzolai de l’Italian Institute of Technology. Le laboratoire du Dr. Meroz apportera sa contribution dans le domaine du comportement des plantes. "Cela peut paraître surprenant, mais les plantes ont des caractéristiques comportementales", explique-t-elle. "Elles réagissent à leur environnement et prennent des décisions à tout moment. Mais, étant donné que, contrairement aux animaux, elles sont stationnaires, elles font les choses différemment. Entre autres, elles résolvent le problème du mouvement en grandissant dans la 'bonne direction': elles dirigent leurs racines vers l'eau, grimpent et se tournent dans différentes directions pour recevoir la lumière du soleil, etc. Les plantes grimpantes, qui nous servent de source d'inspiration pour ce projet, se fixent sur les aspérités et sur les objets dans leur progression vers le haut, en préservant leur poids léger et leur structure mince, et peuvent atteindre une longueur de 200 mètres".

Yasmine meroz 2Le "robot qui pousse" mis au point par le consortium, appelé GrowBot, sera composé de matériaux innovants, se développera par réplication automatique, selon le modèle de l’impression en 3D, et sera aussi léger et élancé qu’une plante grimpante. Le laboratoire du Dr. Meroz est chargé de développer des modèles mathématiques qui seront intégrés dans le cerveau du robot, et lui permettront de traiter les informations qu'il recueillera de l'environnement via ses systèmes de détection, puis de prendre des décisions correctes et d'adopter des stratégies de croissance optimales en fonction de l'itinéraire et des conditions du terrain.

"Le 'robot qui pousse' sera capable d'exécuter des tâches impraticables pour l'homme, les véhicules et les robots à jambes et à roues. Il pourra passer par des fissures étroites, escalader des rochers et des murs et franchir des obstacles et des espaces vides", conclut le Dr. Meroz. "Cela lui permettra de s'infiltrer dans des bâtiments ou sur des sites contaminés, d'explorer des sites archéologiques ou même la surface de la planète Mars. De plus, il s'intégrera parfaitement dans le cadre des futures villes intelligentes : des structures robotiques qui se développent par elles-mêmes, pourront servir de ponts, voire même devenir des bâtiments qui s'auto-construisent…..".

L’Université de Tel-Aviv développe un robot qui s’oriente comme une chauve-souris

L'étudiant de maitrise Itamar Eliakim a construit, sous la direction conjointe du Dr. Gabor Kosa de l'École de génie mécanique de l’Université de Tel-Aviv, et du Prof. Yossi Yovel du Département de Zoologie et de l'Ecole des neurosciences de l'Université, le premier robot terrestre au monde qui s'oriente par la détection de l'écho (écholocation), à la manière des chauves-souris. ‘Robat’, robot révolutionnaire totalement autonome résout l'un des problèmes les plus complexes du monde de la robotique, tout en apportant un éclairage nouveau sur la vie des vraies chauves-souris.

Robot chauve sourisLes résultats du projet, soutenu par le Ministère de la Science israélien, ont été publiés le 6 septembre 2018 dans la revue PLOS Computational Biology.

« Robat » (de ‘robot’ et ‘bat’, ‘chauve-souris’ en anglais), en hébreu « Robotalef » (‘chauve-souris’ se dit ‘Atalef’ en hébreu), fruit de la coopération de l’Ecole de génie mécanique et du Département de zoologie, imite le système utilisé par les chauves-souris pour s’orienter: elles produisent des sons et écoutent leur écho pour localiser les éléments de leur environnement, résolvant ainsi de manière permanente et avec une facilité impressionnante l'un des problèmes les plus complexes de la robotique. De nombreux modèles théoriques ont été proposés pour expliquer comment elles le font, mais jusqu'à présent, peu de tentatives ont été réalisées pour construire un véritable robot-sonar dans la pratique.

Un projet interdisciplinaire 

« A notre connaissance », comment le Prof. Yovel, « Robat est le premier robot autonome dans le monde utilisant le modèle biologique des chauves-souris pour se déplacer et cartographier l'environnement par le seul moyen de l'écholocation. Cette technologie, qui imite la biologie de la chauve-souris, possède un grand potentiel dans le domaine de la robotique. Il s'agit d'un projet interdisciplinaire particulier, qui a vu le jour grâce au projet de recherche d’Itamar Eliakim réalisé en co-tutelle entre le Dr. Gabor Kosa en génie mécanique et moi-même au Département de zoologie ».

yossi yovel 1Robat, dont la construction a duré environ deux ans, est muni d'un haut-parleur à ultrasons qui imite la bouche de la chauve-souris et émet des sons dans des fréquences qui lui sont typiques. Il est également équipé de deux "oreilles", qui sont des microphones qui perçoivent les fréquences ultrasoniques. Robat se déplace dans des environnements inconnus en plein air, en s'orientant en temps réel uniquement grâce aux sons. Il repère les limites des objets dans l'espace, les catégorise à l'aide de son ordinateur et construit ainsi une carte précise de son environnement tout en évitant les obstacles.

 Vers des robots multi-sensoriels

« Les robots existant aujourd'hui s'orientent essentiellement grâce au sens visuel, à l’aide de caméras et d’un laser », explique le prof. Yovel. « Nous avons prouvé qu'on pouvait également réaliser des choses intéressantes avec un sonar. La vue est un sens formidable, mais qui présente des inconvénients, par exemple lorsque le robot doit s’orienter dans l'obscurité, la poussière ou la fumée, comme c'est le cas sous des décombres ou pendant un incendie. De plus, les murs vitrés, par exemple, trompent les robots, qui ont également du mal à voir à travers des obstacles comme les buissons.  Robat, lui, traverse tout simplement le buisson, car il peut entendre à travers les feuilles. Cette technologie pourra avoir de grandes ramifications pour le développement de robots multi-sensoriels, à l’image des humains ».

Itamar EliakimEnfin, affirme le Prof. Yovel, Robat apporte également un autre éclairage sur la vie des vraies chauves-souris: « Notre un projet s’inspire de la biologie. Si nous avions voulu construire une machine parfaite, nous l’aurions construite différemment. Par exemple, avec davantage d'oreilles. Mais nous nous sommes limités aux chauves-souris telles qu'elles sont dans la nature, et en tant que zoologue, je dois dire que nous avons également appris des choses sur elles. C'est une chose que de travailler avec des simulations informatiques, et une autre que d'essayer de ‘construire’ une chauve-souris à partir de zéro. Le robot nous aide à mieux comprendre les priorités sensorielles de l’animal et la manière dont il décode les signaux en temps réel ».

Itamar Eliakim et le Prof. Yovel travaillent actuellement à améliorer Robotalef. « On peut encore obtenir des algorithmes beaucoup plus précis », explique le Prof. Yovel. « De plus, nous avons déjà commencé à travailler à la construction d'un groupe de robots qui s'orienteront ensemble, comme c’est le cas de certaines espèces de chauves-souris dans la nature. Et bien sûr, nous travaillons aussi pour que le robot vole comme une véritable chauve-souris ».

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr 

Bientôt un Institut pour le transport intelligent à l'Université de Tel-Aviv

Un institut de recherche pour le transport intelligent, premier du genre en Israël, sera créé prochainement à l'Université de Tel-Aviv. Il portera le nom de Shlomo Shmeltzer, fondateur du groupe Shlomo, principal conglomérat dans le secteur de l'automobile en Israël, et sera financé par un don de la Fondation familiale créée en sa mémoire.

Le nouvel institut favorisera la recherche et le développement d'applications avancées dans le domaine du transport intelligent et servira de point de rencontre et de base de données pour les chercheurs de toutes les disciplines. Il organisera de plus une conférence annuelle qui rassemblera les meilleurs chercheurs, développeurs et acteurs clés du marché, afin d'encourager la coopération entre l'université, l'industrie, le secteur public et le secteur tertiaire. En outre, la Fondation familiale pour la commémoration de Shlomo Shmeltzer accordera des bourses d'études à des stagiaires et des doctorants dont le domaine d'étude est lié au transport intelligent.

Favoriser la coopération entre les chercheurs, l'industrie et le  secteur public

L'institut sera géré par le Dr. Tal Raviv, le Prof. Michal Tsur et le Prof. Irad Ben-Gal du Département de génie industriel de l'Université de Tel-Aviv. "Le but principal de l'Institut est d'encourager la recherche", explique le Dr. Raviv, qui dirigera l'institut. "La Fondation Shmeltzer accordera des bourses d'études à des étudiants de toutes les unités du campus et attribuera un prix annuel pour des recherches exceptionnelles. L'Institut œuvrera également à créer les conditions d'une coopération entre les chercheurs universitaires et les organismes de l'industrie et du secteur public. La conférence annuelle nationale sur le transport intelligent qui se tiendra à l'université sera l'un des moyens de cette politique ".

talravivSelon le Dr. Raviv, le nouvel Institut du transport intelligent comblera un déficit de base concernant les données disponibles dans le domaine: "La recherche sur les transports nécessite l'utilisation de données sur l'infrastructure routière, les transports publics, l'utilisation des terres, la demande de déplacements, etc. Ces données ne sont pas toujours disponibles pour les chercheurs. Google, par exemple, vend des données sur les temps de déplacement des utilisateurs de ses produits, mais à un prix inaccessible pour un chercheur isolé. L'Institut va donc acquérir l'accès aux données conjointement et les concentrera dans une base de données à l'usage des chercheurs de l'université".

irad ben galPour le professeur Irad Ben-Gal, qui dirigera le laboratoire d'intelligence artificielle et d'analyses commerciales de l'Institut: "La recherche dans le domaine du transport intelligents regroupe au moins trois disciplines différentes. La première porte sur de la recherche opérationnelle et les mathématiques appliquées, et son but est l'optimisation des systèmes complexes, tels que les systèmes de transports en communs qui impliquent des milliers de véhicules et des millions d'utilisateurs. La deuxième concerne la science des données, principalement l'élaboration de méthodes d'analyse des masses d'informations collectées sur les véhicules, à partir des différents capteurs disséminés dans les villes et des Smartphones des utilisateurs eux-mêmes. La troisième traite des sciences du comportement et du facteur humain : comment construire des applications efficaces et faciles à utiliser; car en fin de compte, l'objectif final est l'amélioration de la qualité de la vie. Le nouvel institut, sous la direction du Dr. Tal Raviv, un des principaux experts en transport, coordonnera la recherche interdisciplinaire en collaboration avec des chercheurs de tous ces domaines, le groupe Shlomo et d'autres facteurs de l'industrie et du gouvernement".

"Un moteur de croissance important pour l'avenir de l'économie israélienne"

"Avec l'apparition des voitures électriques, le développement des véhicules autonomes, la révolution dans la consommation des transports collectifs et dans la location privée, le monde de l'automobile connait aujourd'hui des transformations qui changent sa réalité", constate Asi Schmeltzer, président du groupe Shlomo. "Nous croyons qu'Israël, en tant que puissance du monde des start-up et du high-tech, doit être à la pointe de la technologie. Par ailleurs, il est naturel qu'un institut de transport intelligent en Israël porte le nom de celui qui a été à l'origine du plus grand groupe automobile du pays. La coopération entre le groupe Shlomo et  l'Université de Tel-Aviv reflète le lien entre l'excellence de la recherche universitaire et celle de la gestion et de l'industrie. Israël doit lutter pour son statut de pionnier dans le domaine des transports intelligents. Cela pourra être un moteur de croissance important pour l'avenir de l'économie israélienne".

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont développé une Smartwatch capable d'authentifier les signatures manuscrites

Alona Levy, étudiante en maitrise du Département de génie industriel de l'Université de Tel-Aviv a développé, sous la direction du Dr. Erez Shmueli, et en collaboration avec le Prof. Yuval Alovitz de l'Université Ben Gourion et son doctorant Ben Nassi, un logiciel qui permet aux montres intelligentes de vérifier l'authenticité de la signature manuscrite de ceux qui les portent.

La signature sur surface numérique ou à l'aide d'un stylo électronique remplace de plus en plus souvent la signature manuscrite, mais elle ne peut être utilisée dans le cas de contrats, ni pour les chèques, reçus et autres documents officiels. Dans ces exemples le problème de la falsification subsiste. Le nouveau logiciel va pouvoir transformer n'importe quel Smartwatch en un authentificateur de signatures manuscrites en temps réel.

D'après les chercheurs, une personne sur six utilise déjà une Smartwatch, et le marché devrait atteindre 373 millions d'appareils en 2020. La montre intelligente constitue donc un support pratique et disponible pour le nouveau logiciel. Celui-ci a été testé avec succès sur 66 étudiants de premier cycle de l'Université de Tel-Aviv, qui ont été invités à fournir 15 échantillons de leur signature personnelle sur une tablette Samsung, en utilisant le stylo numérique de l'appareil et alors qu'ils portaient une montre intelligente de type Microsoft Band au poignet de la main qui écrit.

ErezShmueliOn leur a ensuite présenté une série de signatures d'un autre étudiant, en leur demandant de s'entrainer à la falsifier. Les résultats ont été encourageants à la fois dans le cas de la falsification qualifiée, tentative délibérée de copier la signature de quelqu'un, et dans celui de la falsification aléatoire, fait d'écrire son nom ou un nom inventé à la place du nom de quelqu'un d'autre.

Le logiciel, basé sur des algorithmes d'apprentissage automatique mis au point par l'équipe de recherche, utilise les données correspondant aux mouvements du poignet détectés par les capteurs de la montre, accéléromètres ou gyromètres, pendant le processus de signature et a appris à distinguer entre les signatures authentiques et les fausses.

L'utilisation d'un dispositif porté sur le poignet, Smartwatch ou montre cardio présentent des avantages par rapport aux autres appareils, car il mesure les mouvements de l'ensemble du poignet et pas seulement d'un seul doigt ou de l'avant-bras. Des études récentes avaient déjà examiné la possibilité d'utiliser des données de mouvement pour identifier les utilisateurs, mais il s'agit de la première application de cette option aux signatures manuscrites.

Les chercheurs ont déposé une demande de brevet sur le logiciel.

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi sous le titre: "UTA: une Smartwatch capable d'identifier les signatures manuscrites"

Le premier robot humanoïde israélien développé à l'Université de Tel-Aviv

Baxter, le premier robot industriel et social israélien va être programmé au laboratoire de recherche sur la curiosité du Dr. Goren Gordon du Département d'ingénierie industrielle de l'Université de Tel-Aviv. Conçu à l'origine pour remplacer les personnes dans leurs tâches ennuyeuses et monotones, il va être reprogrammé en "bébé curieux" qui explore son environnement, pour éclairer notre compréhension du processus d'apprentissage humain, et améliorer la robotique du futur.

gordon baxter580Baxter, un robot avec une tête et des bras était destiné à des travaux d'usine  quotidiens répétitifs ou monotones, comme de déplacer des objets d'un endroit à un autre toute la journée. Récemment arrivé au laboratoire de recherche du Dr. Gordon à l'Université de Tel-Aviv, il va être muni d'un nouveau logiciel, qui lui promet des jours meilleur, et devenir un robot social, c'est-à-dire conçu pour être en interaction avec des humains.

Baxter possède un écran sur lequel on peut projeter un visage avec des expressions, voir ce qu'il regarde, et quand il sourit. Le Dr. Gordon prévoit de tirer parti de ses caractéristiques particulières de plusieurs manières. " Je vais d'abord le programmer pour être curieux comme un bébé qui explore son environnement" explique-t-il. "Comme il a deux mains et est muni d'une caméra, il peut essayer de découvrir les objets autour de lui et d'en apprendre davantage sur eux. Comme il a un visage, il va éveiller des réactions chez les personnes de son entourage et pourra donc se renseigner sur le comportement social. Robot industriel, il est incassable, et peut, comme un bébé, rester éveillé pendant de nombreuses heures et apprendre sans interruption".

Apprendre tout à partir de zéro grâce à un algorithme 

"Baxter est également conçu pour travailler avec les gens. Je vais étudier  comment il peut investiguer le comportement des personnes qui l'entourent et améliorer ses interactions avec elles. Grâce à son visage, il peut "tester" les réponses humaines à diverses expressions et gestes et apprendre quelles sont ceux qu'il doit adopter pour obtenir certaines réactions. Comme il a des mains, il peut apprendre par l'expérience comment bouger les objets de manière optimale, et par la suite l'enseigner aux gens ".

Baxter a rejoint les autres robots déjà actifs au laboratoire de curiosité, dont le Meccanoid programmable de la société Meccano, surnommé  Curious George du nom du petit singe fouineur de la littérature enfantine (George le petit curieux) offert au laboratoire par la compagnie de jouets Spin Master, et cinq petits robots de type Lego Mindstorm EV3, qu'on peut construire et assembler selon les besoins.

" La curiosité est un désir intérieur d'apprendre le plus possible et un comportement accompagnant ce désir. Nous avons développé un logiciel de curiosité que nous introduisons dans tous les robots qui arrivent au laboratoire " explique le Dr. Gordon. " Le but du travail avec les robots est de comprendre ce qu'est la curiosité humaine et comment elle peut être décrite mathématiquement, de sorte que les robots puissent apprendre eux-mêmes cette fonction. Nous développons des modèles mathématiques de comportement curieux, créons des équations qui évaluent et testent les différents niveaux de curiosité, et nous les appliquons à nos robots pour les faire se comporter comme des bébés curieux ".

Ainsi Baxter va-t-il explorer le monde autour de lui pour la première fois. "Le but est qu'il apprenne tout à partir de zéro, comme un bébé. Peu à peu, au moyen de l'algorithme de la curiosité que nous avons développé, il va découvrir son corps, apprendre à jouer avec des jouets et à générer des interactions avec les gens".

 

Sur la photo: le Dr. Goren Gordon et le robot Baxter.