une science pour aider l’homme

Née il y a une quarantaine d’années, la biorobotique s’est taillé des espaces de plus en plus importants. Merci également à Paolo Dario, l’un des “pères” de cette branche de la robotique qui illustre son présent et son avenir

La biorobotique c’est aujourd’hui une science développée qui revendique une excellence absolue au niveau mondial. Pourtant, il y a quarante ans, il était presque utopique de penser au développement qu’a connu aujourd’hui cette branche de la robotique, qui touche à de nombreux aspects, allant de la technologie collaborative portable aux prothèses, de la robotique médicale à la robotique douce. L’un des « pères fondateurs » de la biorobotique, ainsi que l’une des figures historiques de la robotique mondiale, est Paolo Dario, professeur de robotique biomédicale à l’École supérieure Sant’Anna de Pise, dont il est fondateur et directeur de l’Institut BioRobotics. Cet été, il a reçu le prix IEEE Robotics and Automation 2024, reconnu pour sa contribution à l’avancement de la bionique et de la biorobotique en tant que domaines de recherche clés dans le monde, intégrant la robotique et la médecine.

Parce que c’est exactement ce qu’est la biorobotique : domaine de la science et de l’ingénierie capable d’appliquer la robotique à des problèmes impliquant la biologie et la médecine, avec de grandes opportunités et avantages offerts aux deux. Pourtant, dans les années 1980, parler de biorobotique était presque utopique. Dario lui-même le sait bien, puisqu’en 1989 il a été l’un des organisateurs de l’une des premières conférences consacrées à ce sujet au niveau mondial. Le même sommité a favorisé la création de nombreuses entreprises industrielles de haute technologie nées des recherches menées dans les laboratoires qu’il a fondés et coordonnés (le Laboratoire ARTS et le Laboratoire CRIM, respectivement pour la recherche en Robotique Avancée et en Micro et Nanoingénierie). Ces entreprises emploient désormais plus de 150 diplômés, comme le souligne la Scuola Superiore Sant’Anna.

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Professeur Dario, quelles ont été les étapes les plus significatives du développement de la biorobotique depuis le début jusqu’à aujourd’hui ?

La première et la plus importante étape a été laacceptation de ce terme. Au début, même utiliser le terme biorobotique était un défi. Au contraire, ce que j’ai proposé et développé avec un groupe d’étudiants qui sont ensuite devenus enseignants et collègues, ici à l’Institut de Biorobotique, que j’ai fondé et dirigé et qui compte aujourd’hui plus de 110 doctorants, est devenu une réalité consolidée et en pleine croissance. Pouvoir compter sur une masse critique de personnes dévouées, c’est explorer différents domaines qui composent la biorobotique, que je définis comme bio inspiration et bio application, dans lesquelles « bio » est un terme central. Un autre défi fondamental dans ce domaine était l’idée selon laquelle la robotique, grâce également à la biorobotique, pourrait être considéré comme une science et pas seulement une technologie comme c’était le cas auparavant. La robotique est née avant tout comme une application des machines reprogrammables dans le secteur industriel. À cela s’ajoutait le rêve des automates, des androïdes, des robots humanoïdes, que nous avons pu concrétiser grâce à la biorobotique. Ainsi, des robots utilisés pour des applications utiles à l’humanité ont été développés. Pensons à la chirurgie robotique : dans les années 1980, lorsque nous pensions que l’utilisation de robots dans ce domaine médical était possible, mes collègues et moi – pionniers absolus – risquions d’être pris pour des fous. Mais aujourd’hui, nous savons à quel point cette pratique est courante, notamment dans différents domaines.

Aujourd’hui, le concept de One Health s’est imposé, c’est-à-dire la santé au sens holistique, qui concerne l’homme, mais reconnaît le lien entre l’homme, l’animal et l’environnement. L’automatisation et la robotique – en particulier la biorobotique – peuvent être les protagonistes de cette vision : avec l’homme, elles peuvent prendre soin du monde.

Toujours au sujet de la robotique (et de la biorobotique) en tant que science, je considère qu’il s’agit d’une étape fondamentale mais complexe qui a été franchie de diverses manières. Personnellement, j’ai toujours été inspiré par la vision de la nature, par la possibilité de l’étudier et de m’en inspirer, en travaillant en collaboration avec des biologistes et des neuroscientifiques pour développer de nouvelles fonctions pour les robots.

Aujourd’hui encore, plus que ChatGPT et le potentiel potentiellement important de l’IA générative, je suis plus attiré par l’observation d’un chat, l’étude de ses mouvements, de sa grâce, de son harmonie et du rôle joué par les muscles, les organes et les tendons.

Quel rôle les techniques d’intelligence artificielle ont-elles eu et ont-elles encore dans le développement de la biorobotique ?

Je dirais qu’ils ont joué un rôle par phases alternées, avec des pics de grand enthousiasme, comme l’avènement des réseaux de neurones, la prise de conscience des limites résultant du manque de données et la vitesse des processeurs, qui n’étaient certainement pas aussi rapides à l’époque. comme ils le sont aujourd’hui. Grâce à différents facteurs, liés aux technologies utilisées dans la vie quotidienne, comme les jeux vidéo et l’avènement des smartphones, riches en capteurs, l’évolution technologique a également contribué aux progrès de l’IA et à la contribution, notamment au cours des dix dernières années, à la robotique.

Cependant, je ne crois pas que les connaissances actuelles en intelligence artificielle soient capables d’apporter des apports significatifs pour recréer la grâce du mouvement du chat, pour revenir à l’exemple cité, ou aux mouvements fluides de la danse, pour me reconnecter à l’homme.

Je pense à l’évolution des robots qui, au fil des années, ont été mis en mesure d’avoir des contacts avec les humains (jusqu’à il y a 10 ans, c’était impossible). C’est ainsi que s’est développée la robotique collaborative, à laquelle l’Italie et l’Europe ont apporté une grande contribution, en travaillant considérablement pour atteindre cet objectif. Créer des robots qui puissent être des « compagnons de route », des assistants capables de nous aider dans chaque phase de notre vie est la véritable clé du développement de la robotique. Ils n’ont pas besoin de prononcer des discours raffinés, mais plutôt de nous aider physiquement.

Cela dit, je crois que l’IA n’est pas un élément fondamental, même si elle a son importance. Un domaine dans lequel elle pourra apporter une contribution importante à la robotique est celui de l’amélioration du contrôle du corps, de la physicalité, et c’est là le véritable défi de la création de machines utiles. Les robots, de par leur nature même, sont des machines, des objets physiques qui opèrent dans un monde physique. Au cours de mes études, également en collaboration avec des neuroscientifiques, aboutissant également à des projets tels que Neurobotique – pionniers dans la recherche d’une alliance entre neurosciences et robotique – nous nous sommes interrogés sur la valeur de l’intelligence. L’un des thèmes sur lesquels nous avons réfléchi est la valeur deanticipation, ou la capacité de prédire et d’anticiper certaines actions liées à des facteurs externes. C’est là que réside la valeur secrète de l’intelligence, qui apparaît comme un élément gagnant des êtres évolués pour prédire et répondre le plus rapidement possible à certains stimuli. C’est un concept qui place le corps au centre : nous sommes des êtres réels et non virtuels, qui vivons dans un monde physique, avec des forces et des frictions.

Quels sont les défis les plus importants sur lesquels la biorobotique travaille aujourd’hui ?

Tout d’abord, comprenez-le dans sa valeur de science, visant à mieux comprendre le fonctionnement des êtres vivants. Je suis convaincu que l’innovation la plus radicale et la plus disruptive peut venir de la science. L’un des mérites de la biorobotique est d’avoir combiné la science, la technologie et l’ingénierie et elle joue un rôle très important.

Les sciences physiques doivent aussi être combinées avec les sciences humaines et sociales : c’est aussi ça la biorobotique, c’est-à-dire créer des machines avec la conscience de faire de bonnes choses. On pense au 26e Chant de la Divine Comédie dans lequel Dante rencontre Ulysse et Diomède : les trois parlent de “vertu et connaissance» c’est-à-dire des connaissances et des principes scientifiques et technologiques. Ce sont deux éléments fondamentaux sans lesquels il n’y a pas de progrès. La biorobotique peut et doit toujours trouver sa ligne programmatique dans ces éléments et valeurs.

Puis il y en a un autre grand défi : c’est celui du corps et de son fonctionnement. En cela, les nouvelles technologies entrent en jeu comme la science des matériaux, l’implication dans l’énergie et la nécessaire efficacité énergétique, la nécessité de développer des créations attentives à l’économie circulaire.

Nous travaillons également à l’évolution des robots, qui seront de plus en plus connectés, dotés d’une intelligence distribuée.

Quel potentiel s’ouvrira la biorobotique à l’avenir ?

Je crois que nous assisterons à une évolution plutôt qu’à une révolution. La communauté italienne, très avancée et internationale, travaille de plus en plus à l’intégration des connaissances qui conduira à des résultats très intéressants. Ce que je constate aujourd’hui, c’est un grand enthousiasme, avec une grande participation et un grand intérêt de la part des jeunes, qui représentent aujourd’hui 90 % des participants aux grands événements mondiaux de robotique. Il y a une convergence des connaissances et dans un avenir proche nous verrons des créations très intéressantes. Quand je pense à l’avenir, je fais souvent référence à un film prophétique, Io, Robot (2004), d’après un livre d’Asimov, se déroulant à Chicago en 2035 où cohabitent hommes et robots. Je pense que cette vision est réaliste et réalisable : des voitures aux drones en passant par les robots sous-marins, de nombreuses applications robotiques feront partie de la vie quotidienne.

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