Énergie

Et l’homme créa le robot

La robotique est de longue date une mine d’or pour Hollywood, qui a fait rêver des millions de spectateurs sur les technologies du futur. Petit à petit, la réalité rattrape la fiction, et le Québec compte de nombreux succès insoupçonnés. Gros plan sur la nanorobotique, les drones et la robotique collaborative, d’assistance ou de service, qui ont le potentiel de changer nos façons de vivre et de travailler.

Par Karl Rettino-Parazelli

En pleine Guerre froide, un éminent scientifique est plongé dans un profond coma. À la demande du gouvernement des États-Unis, un groupe de scientifiques monte à bord d’un sous-marin miniaturisé pour aller déloger un caillot de sang dans son cerveau et le sauver d’une mort certaine.

En 1966, ce scénario du film Le voyage fantastique, de Richard Fleischner, relevait de la science-fiction. Mais cinquante ans plus tard, grâce aux travaux de chercheurs de l’Université de Montréal, de l’Université McGill et de Polytechnique Montréal, la réalité s’en rapproche plus que jamais.

Ce groupe de scientifiques est récemment parvenu à administrer un médicament à une souris en déployant une armée de nanorobots dans les vaisseaux sanguins de l’animal. Ces robots miniatures sont en fait des bactéries chargées d’un médicament qui se déplacent grâce à un champ magnétique contrôlé par ordinateur. Les bactéries sont parvenues à atteindre avec succès une tumeur colorectale et à y livrer le médicament.

« Plus de 85 % des cancers sont localisés à un seul endroit. J’ai donc vu là une occasion d’appliquer les principes de la robotique, qui permettent de passer d’un point A à un point B », explique le professeur de Polytechnique Sylvain Martel, pour qui cette percée scientifique couronne 15 ans de recherche. « Pour une tumeur d’environ un centimètre, on envoie environ 100 millions de ces bactéries. On les charge du médicament, on leur donne une direction et elles se débrouillent pour trouver leur route », illustre-t-il.

Pour visualiser le parcours de ces agents nanorobotiques, il faut imaginer des branches d’arbre, poursuit-il. « On ne sait pas où sont les branches, mais on sait qu’un arbre, ça suit certaines règles. Les branches vont vers le haut, des plus grandes aux plus petites. En s’appuyant sur le modèle mathématique, on pourrait donc moduler le champ magnétique pour aider les bactéries à contourner encore plus efficacement certains obstacles. »

Améliorer les traitements

S’il y a matière à amélioration, la technique présente déjà des avantages considérables. À l’heure actuelle, entre 1 et 2 % d’un médicament injecté de manière conventionnelle atteint une tumeur. Avec l’injection guidée par aimant, cette proportion grimpe à 55 %.

Avec un tel taux d’efficacité, cette nouvelle méthode d’injection pourrait par exemple permettre de rendre la chimiothérapie plus ciblée, et par conséquent réduire les effets indésirables. « On pourrait augmenter l’efficacité thérapeutique et améliorer la qualité de vie du patient », souligne Sylvain Martel. Sans compter la réduction du séjour à l’hôpital et des coûts que cela implique pour le système de santé.

Après avoir obtenu du succès avec des souris, Sylvain Martel et ses collègues veulent maintenant mettre leur système à l’épreuve sur des primates, et éventuellement des humains, afin de démontrer le potentiel de cette technologie.

« Ce qui nous retarde beaucoup, c’est la recherche de fonds. On n’a pas l’argent pour faire les tests, dit-il. Parce que plus on se rapproche de l’humain, plus ça coûte cher. »

Selon lui, il n’est pas exagéré de dire que Montréal est devenue la « Silicon Valley de la lutte contre le cancer », puisque la métropole québécoise rassemble à la fois des experts et les ressources de pointe. « Il n’y a pas beaucoup d’endroits dans le monde où l’on retrouve une telle convergence d’individus qui travaillent ensemble pour le même objectif. »

« La robotique s’en vient sous différentes formes dans le monde médical, conclut cet ancien du réputé Massachusetts Institute of Technology (MIT). Pour l’instant, on se concentre surtout sur la chirurgie, mais la prochaine vague, ce sera la livraison de médicaments pour combattre le cancer. Ça prend du temps, mais il faut y aller un pas à la fois. »

Drones: vers l’automatisation totale

S’il existe un domaine où la robotique a fait des pas de géant au cours des dernières années, c’est bien celui du drone. Tandis qu’une nouvelle réglementation concernant ce secteur n’est attendue au Canada que pour l’an prochain, les entreprises tentent déjà de repousser les limites de l’automatisation.

C’est le cas d’ARA Robotique, une jeune entreprise issue du Centech, le Centre d’entrepreneuriat technologique de l’École de technologie supérieure (ÉTS). « C’est par l’intermédiaire de projets de chaires de recherche et de concours d’ingénierie que nous avons décidé de fonder cette entreprise et de développer la technologie », explique Pascal Chiva-Bernard, l’un des trois fondateurs de la compagnie.

Leur produit ? Un système de contrôle pour drones commerciaux qui permet d’opérer l’engin de manière automatisée, du décollage à l’atterrissage. Cette technologie, mise au point après un an et demi de recherche et développement et grâce à la collaboration de professeurs de l’ÉTS, de Polytechnique Montréal et de l’Université McGill, tient dans une petite boîte de la grosseur d’un paquet de cartes, qu’on peut fixer à n’importe quel drone. « C’est le cerveau du drone », résume Pascal Chiva-Bernard.

« En ce moment, il y a un grand écart entre la technologie de calibre militaire, qui coûte des dizaines de milliers de dollars, et les applications visant les consommateurs ordinaires, résume le jeune entrepreneur. Donc, quand il est question de drones -commerciaux, qui ont un peu plus de charge utile et qui sont destinés au vol automatisé, ça pose problème parce que les technologies sont soit beaucoup trop coûteuses, soit insuffisamment fiables. »

Devenir le chef de file

Les dirigeants d’ARA Robotique affirment que leur système constitue une solution fiable et abordable, puisqu’offerte à un prix cinq à dix fois inférieur à celui des technologies militaires. L’entreprise a été récompensée en 2015 au gala Forces avenir, et Pascal Chiva-Bernard figure aujourd’hui parmi les 25 entrepreneurs sélectionnés dans le cadre du concours d’Adopte inc. pour recevoir du mentorat et de la formation personnalisée.

« Dans le domaine des drones, si on inclut à la fois le militaire et le bas de gamme, il existe seulement une dizaine d’entreprises qui font ce que nous faisons, précise-t-il. C’est une technologie de très grande valeur et à très grand potentiel. Notre but, c’est de devenir le système d’exploitation standard des drones commerciaux. »

À l’heure actuelle, la technologie d’ARA Robotique permet à un drone de suivre une trajectoire préprogrammée et d’éviter certaines zones déterminées à l’avance. Elle est utilisée en agriculture, pour la prise de photos aériennes ou la lutte biologique, dans le domaine minier, pour l’évaluation en temps réel des volumes de minerais extraits, ou encore à des fins d’inspection de pylônes, de pipelines, de toits ou d’infrastructures en tous genres.

Un jour, la technologie permettra aux drones d’éviter des obstacles par eux-mêmes et de commu-niquer avec les engins qui circulent dans l’espace aérien, à commencer par les avions. « Le gros défi est de faire du drone un robot complètement autonome », note Pascal Chiva-Bernard. Ce n’est qu’une question de temps, prédit-il, précisant que le boîtier développé par son entreprise pourra toujours être adapté pour offrir les fonctionnalités du futur.

Robotique collaborative  : la nouvelle vague

Sur le plancher des vaches, le secteur industriel profite depuis des décennies de la robotisation dite conventionnelle, mais une nouvelle vague déferle présentement sur la planète, offrant un éventail de possibilités aux petites entreprises comme aux grandes : celle des robots collaboratifs.

Dans son rapport de 2016 dévoilé en septembre, la Fédération internationale de la robotique prédit que la robotique collaborative fera une percée importante au cours des trois prochaines années, tandis que les ventes de robots industriels devraient augmenter d’au moins 13 % par an.

À la différence des puissants robots industriels qui ont fait leur place dans les grandes usines du monde au fil des ans, les robots collaboratifs n’ont pas besoin d’être isolés dans une cage de sécurité, et leur intégration en entreprise est moins coûteuse. Ils peuvent être installés à proximité des employés dans un espace relativement restreint, ce qui évite de sacrifier de précieux espaces de travail. Ils permettent d’exécuter des tâches simples, laissant aux employés le soin d’assurer la supervision ou de consacrer leurs énergies à un travail plus complexe.

« L’intérêt de la robotique collaborative, c’est que ça permet à des PME d’automatiser des tâches dangereuses, ou encore répétitives. Les entreprises qui n’avaient jamais envisagé la robotique peuvent maintenant le faire », résume le professeur Illian Bonev, responsable du Laboratoire de commande et de robotique de l’ÉTS, et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en robotique de précision.

« Les robots collaboratifs sont plus sécuritaires, mais ils ne sont pas sans risques », précise-t-il, expliquant que même si un robot qui entre en collision avec un employé est en principe programmé pour s’arrêter, il peut néanmoins causer d’importantes blessures.

Occasion à saisir

Le plus gros joueur dans le domaine de la robotique collaborative, Universal Robots, a annoncé en septembre avoir installé plus de 10 000 robots partout dans le monde. C’est bien peu par rapport aux quelque 2,6 millions de robots industriels qui devraient être déployés sur la planète d’ici 2019, selon les estimations de la Fédération internationale de la robotique, mais cette quantité progressera rapidement au cours des prochaines années, insiste Illian Bonev.

Il est difficile d’évaluer le nombre de robots collaboratifs actuellement utilisés au Québec. Une chose est certaine, les acteurs du milieu industriel y voient une occasion à saisir. À preuve, le Réseau de la transformation métallique du Québec (RTMQ) et le Centre de recherche industrielle du Québec (CRIQ) ont annoncé début novembre le lancement d’un nouveau programme « visant l’accompagnement d’entreprises en transformation métallique dans l’acquisition d’un premier robot collaboratif ». Ce programme offre à des entreprises la possibilité de faire des visites industrielles pour constater les avantages potentiels des robots collaboratifs. Les entreprises qui répondent à ses critères pourront obtenir le soutien nécessaire pour implanter un premier robot de ce type dans leur chaîne de production. « À l’heure où l’on parle beaucoup d’aider les entreprises à accroître leur productivité, beaucoup ne sont toujours pas automatisées et robotisées. Ce programme est pour les entreprises en transformation métallique une belle occasion de procéder à un rattrapage technologique », affirmait Denis Hardy, président-directeur général du CRIQ, au moment de dévoiler les modalités de ce nouveau programme.

Accroître les capacités humaines

Si les robots collaboratifs remplacent dans bien des cas les employés d’une entreprise pour augmenter la productivité, l’entreprise Kinova poursuit un objectif bien différent.

« Ce qu’on ne veut pas faire, c’est de remplacer les humains par des robots, affirme la vice-présidente, robotique d’assistance, de cette entreprise créée en 2006, Laurie Paquet. On veut au contraire améliorer les compétences de l’être humain avec l’aide des robots. On veut améliorer les capacités humaines. »

À ses débuts, Kinova se donne pour mission de venir en aide aux personnes à mobilité réduite. Ses fondateurs conçoivent un premier bras robotisé, surnommé JACO, que l’on peut fixer à un fauteuil roulant pour augmenter l’autonomie de son utilisateur. L’agilité du robot, muni d’une pince, permet aux utilisateurs d’exécuter des tâches simples, jusque-là hors de leur portée, comme saisir un verre ou ouvrir la porte du réfrigérateur.

« Tout a commencé avec la robotique d’assistance, auprès des personnes en fauteuil roulant. Rapidement, en faisant nos rencontres et nos présentations, nous avons vu que notre plateforme était très intéressante pour les chercheurs », explique Laurie Paquet.

Certains de ces chercheurs utilisent les bras robotisés de Kinova pour développer la robotique d’assistance, tandis que d’autres y voient une occasion dans le domaine de la robotique de service.

La configuration et les pièces des robots de l’entreprise étant modifiables au besoin, ceux-ci peuvent être mis à profit dans les domaines de la restauration, de l’agriculture, de l’aérospatiale, voire dans des opérations de déminage. L’an prochain, l’entreprise prévoit même lancer une plateforme spécialement consacrée à la chirurgie, dont les détails demeurent pour l’instant secrets. « En robotique de service, il n’y a aucune limite, résume Laurie Paquet, précisant que l’entreprise se concentre sur les possibilités qui correspondent à ses valeurs.

Kinova, qui a remporté en avril dernier le prix du Gouverneur général pour l’innovation, vend ses produits au Québec, au Canada et à l’international, et n’a pas fini de croître. Il n’existe qu’une poignée d’entreprises offrant des produits comparables dans le monde, glisse Laurie Paquet. « À l’égard de la taille, de la capacité et du poids, dans le robot léger, je vous dirais que nous sommes assez uniques. »

Votre maison sous contrôle

La robotique domestique, que l’on surnomme « domotique », promet elle aussi de changer le quotidien de bien des gens, un petit geste à la fois. L’entreprise DomDom domotique, établie à Saint-Étienne, près de Québec, offre par exemple à ses clients l’installation et la programmation de produits qui permettent de contrôler pratiquement tous les appareils électroniques de la maison à partir de leur téléphone intelligent, de leur ordinateur ou de leur tablette.

Pour convaincre ses clients, elle donne un aperçu des avantages de la domotique. Le matin, lorsqu’on quitte le domicile, il suffit d’appuyer sur un bouton pour verrouiller les portes, armer le système d’alarme, éteindre les lumières et abaisser la température ambiante. Au retour, les lumières s’allument, le chauffage se remet en marche et une musique d’ambiance se fait entendre, grâce à une simple commande à distance.

Différents produits permettent également d’activer un cinéma maison ou un foyer électrique, d’ouvrir la porte du garage, de faire monter ou descendre des toiles motorisées ou encore de contrôler des caméras de surveillance. La domotique fonctionne généralement à partir d’émetteurs qui communiquent avec des récepteurs reliés aux appareils que l’on veut contrôler. En plus de simplifier la vie des usagers, cette technologie offre la possibilité d’économiser de l’énergie et d’accroître la sécurité d’une maison.

Se rapprocher de l’humain

C’est un vieux rêve que poursuivent les chercheurs depuis des décennies : créer un robot ayant des capacités comparables à celles d’un être humain. Les robots humanoïdes ont encore leurs limites, mais le jour où une telle machine peut nous côtoyer au quotidien est bel et bien arrivé.

C’est du moins ce qu’offre le robot Pepper, initialement mis au point par la société française Aldebaran, rachetée depuis par le groupe japonais SoftBank. Ce robot aux allures humaines et aux formes arrondies est capable d’entendre et de parler. Selon son fabricant, il reconnaît certaines émotions sur le visage de son interlocuteur et peut agir en conséquence, en se réjouissant ou en le réconfortant, par exemple. Il se déplace grâce à trois roues omnidirectionnelles et peut éviter les obstacles qui se présentent devant lui. Autonome, il se rend lui-même à son socle de recharge lorsque sa batterie est à plat. SoftBank et Nespresso utilisent déjà Pepper pour accueillir leurs clients, et ce robot a été mis en vente pour la première fois au grand public en juin 2015, d’abord au Japon. Il n’est cependant pas à la portée de toutes les bourses : son prix de lancement était d’environ 20 000 dollars canadiens.

Si Pepper est l’un des robots humanoïdes qui reproduisent le plus fidèlement l’interaction humaine, Atlas est l’un de ceux qui imitent le mieux nos mouvements. Ce robot, développé par l’entreprise Boston Dynamics, laquelle appartient à Alphabet, la société mère de Google, est capable de « marcher » sur une surface irrégulière et de déplacer des objets. Plus impressionnant encore, il se relève sans aide après une chute.

C’est ce que montre une vidéo dévoilée en février dernier par Boston Dynamics : Atlas ouvre des portes, se déplace dans la neige et parvient à se remettre debout après avoir été bousculé par l’un de ses créateurs. Une fois combinées, les aptitudes de Pepper et d’Atlas devraient permettre de créer un robot humanoïde à tous points de vue. 5

 

Intelligence artificielle : faire de Montréal un leader

Une plateforme lancée à la fin du mois d’octobre -ambitionne de faire de Montréal une plaque tournante de l’intelligence artificielle. L’entreprise Element AI a pour but d’unir des entrepreneurs, des chercheurs et de grandes organisations pour développer de nouvelles technologies dans le domaine de l’intelligence artificielle. En bref, cet incubateur se donne l’objectif d’aider à trouver des solutions technologiques et, si l’occasion s’en présente, à créer des entreprises pour commercialiser les produits développés. Les fondateurs disent qu’ils parviendront à créer des centaines de postes liés au domaine de l’intelligence artificielle à Montréal au cours des cinq prochaines années.

L’un d’eux, le professeur de l’Université de Mont-réal Yoshua Bengio, a par ailleurs reçu un appui de taille. À la fin du mois de novembre, Google a annoncé qu’elle investira 4,5 millions de dollars sur trois ans dans l’Institut des algorithmes d’apprentissage de Montréal, que dirige Yoshua Bengio. Ce laboratoire est reconnu mondialement pour ses travaux dans le domaine de l’« apprentissage profond », qui permet par exemple à des programmes informatiques d’« apprendre » par eux-mêmes. Google compte également créer un groupe de recherche sur l’intelligence artificielle au sein de ses bureaux montréalais.

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