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Un chercheur japonais a dédié trente ans de sa vie à réaliser un avatar humain

Susumu Tachi estime que l’âge d’or de la télexistence est enfin arrivé.

Le professeur Susumu Tachi en compagnie de TELESAR V, dans le Cyber Living Lab. Image: Emiko Jozuka

Lorsque Susumu Tachi a terminé son premier prototype de machine télexistante en 1981, il a été frappé de stupeur. Alors qu'il fixait intensément sa nouvelle invention, il a aperçu une version de lui-même, vue de dos, en train d'examiner une machine. Même posture, même situation, même scène. Il a immédiatement eu la sensation d'être en-dehors de son propre corps. Tout excité, il a appelé ses collègues de labo, qui ont reproduit l'expérience avec les mêmes effets.

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« Cela n'a rien à voir avec le fait de se regarder dans un miroir ou sur un enregistrement vidéo. Je me voyais bouger en temps réel. Pendant un moment, je me suis demandé où j'étais, » explique le professeur de robotique et de réalité virtuelle à l'Université de Tokyo, avec un sourire malicieux. « J'ai fait une expérience totale de télexistence. »

Pour les non-initiés, la « télexistence » est la sensation de se sentir exister dans un autre endroit (réel ou virtuel) que celui dans lequel on se trouve. Elle se distingue de la « téléopération » qui consiste à piloter une machine à distance ; la téléopération ne provoque pas cette curieuse sensation d'incarnation.

Tachi explique qu'il a commencé à utiliser le concept de « télexistence en 1980, et a développé l'idée dans un article japonais en 1982, puis en anglais en 1984. En 1980 toujours, Marvin Minsky, alors chercheur en sciences cognitives au MIT, inventait le concept de « téléprésence » qui signifie peu ou prou la même chose. Tachi précise néanmoins que la télexistence se focalise sur les sensations d'un opérateur humain qui se sent exister pleinement dans l'espace virtuel dans lequel il se déplace, et non sur l'opération en elle-même.

Susumu Tachi a testé son premier dispositif de télexistence en 1982. Image : Tachi Laboratory, Université de Tokyo

L'intérêt initial de Tachi pour le concept de télexistence s'est transformé en une sorte de quête perpétuelle au cours des trente années qui ont suivi. Il souhaite comprendre ce que signifie vivre dans un corps virtuel, ou à travers un robot autonome. Pour ce faire, il a créé une série de robots anthropomorphes nommée TELESAR ; chacun des modèles de la série permet de faire l'expérience d'une sortie du corps, et est piloté par un opérateur humain.

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J'ai visité le laboratoire de Tachi au Mitaikan de Tokyo (le Musée National des Sciences Émergentes et de l'Innovation), le Cyber Living Lab. Il m'a expliqué que le pilotage de machines à distance était désormais une opération courante, et que cette technologie atteindra son plein potentiel une fois que la personne aux commandes aura la sensation d'habiter la machine en question. Il m'a également montré comment fonctionnait le TELESAR V, le produit de plus de trente années de recherches et de développement.

Charith Fernando aide Kevin Fan à s'équiper pour contrôler TELESAR V. Image: Emiko Jozuka

Le TELESAR V est un robot blanc flexible avec des caméras stéréo à la place des yeux. Il possède quinze articulations au niveau des mains, et est suffisamment habile pour verser des billes d'une tasse dans une autre, ou pour donner une poignée de main. On l'a posé sur une sorte de piédestal, tandis que ses prédécesseurs, le TELESAR rouge, tout trapu, (le premier de la série) et le TELESAR II blanc, globulaire, ont été relégués dans un coin, surveillant les visiteurs par la fenêtre.

À la gauche du TELESAR V, Kevin Fan, chercheur postdoctoral, est lui aussi assis sur un petit piédestal, un casque VR sur la tête et des gants haptiques aux doigts. Le casque VR transmet à Fan les sons et les images enregistrées par TELESAR V. Les gants sont bardés de transducteurs et communiquent en temps réel ce que le robot « sent ».

Kevin Fan fait virtuellement bouger des billes entre ses mains tandis que TELESAR V effectue le mouvement pour lui. Image: Emiko Jozuka

« Le robot bouge en fonction des mouvements de l'humain auquel il est relié, » explique Tachi, tandis que Fan déplace ses bras dans l'espace. « Les mouvements des mains sont mesurés puis transmis au robot grâce à une base de données orientée graphe. Dans cette situation l'humain est située à courte distance du robot, mais ils pourraient tout aussi bien être très éloignés l'un de l'autre. »

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Tachi me fait signe d'approcher en riant. « Dites bonjour au robot ! Essayez de lui serrer la main ! »

Je m'approche de TELESAR V en hésitant.

« Je vous vois, j'essaie de vous saluer » me dit Fan sur ma gauche, tandis qu'en face de moi TELESAR V agite la main en grinçant un peu. Je tente de serrer la main du robot sans endommager son électronique, transmettant mon mouvement à Fan sans le vouloir. Celui-ci me dit qu'il perçoit parfaitement le contact.

Ensuite, Kevin a fait la démonstration de la dextérité de TELESAR V en lui demandant de verser des billes d'une tasse vers une autre.

« C'est une tâche très complexe qui ne peut être effectuée que si Kevin la réalise en même temps. Il n'a pas l'habitude de piloter TELESAR V, mais il peut y arriver. »

Le but de tout ceci est de montrer avec quelle efficacité un robot télexistant peut manipuler des objets. Après tout, pour des applications dans le domaine de l'industrie ou de la santé, il sera indispensable d'avoir des machines douées d'une grande dextérité.

Les différents usages de la télexistence évoqués par le National Large Scale Project japonais. Image: Tachi Laboratory, Université de Tokyo

Selon les autres chercheurs, la télexistence permettra aux gens de travailler plus efficacement qu'avec la téléopération seule. Cette dernière exige des opérateurs humains qu'ils apprennent à contrôler avec précision une machine avec laquelle ils n'ont aucun contact. A l'inverse, habiter une machine réelle ou virtuelle leur donnera la sensation qu'ils « sont » véritablement l'outil qu'ils contrôlent.

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Depuis qu'il a inventé le concept de télexistence, Tachi a exploré différentes manières de le promouvoir. En 1983, il a participé à un projet qui vivra huit ans, le Japanese National Large Scale Project ; il était destiné à tester les applications de la télexistence dans toutes sortes de domaines, de l'industrie aux missions d'intervention civile et militaire.

L'une des grandes réussites du projet a été la réalisation d'une version plus massive et plus trapue du robot Asimo de Honda. Il était capable de grimper et descendre des escaliers en embarquant un chercheur qui le pilotait de manière télexistante. De même, on retiendra la mise au point d'une petite benne à ordures qui donne à son pilote la sensation d'être assis à califourchon à son sommet. Actuellement, Charith Fernando, professeure à Keio Media Design, et associée au laboratoire de Tachi, mène des recherches sur la façon dont la télexistence pourra être appliquée dans le secteur du bâtiment. L'idée serait de permettre à des ouvriers de contrôler des engins de construction à distance sans avoir à pénétrer dans le cockpit.

TELESAR II et TELESAR surveillant les visiteurs depuis la fenêtre du laboratoire. Image: Emiko Jozuka

De son côté, Tachi a travaillé sur l'application de la télexistence aux relations sociales, et aux relations amoureuses longue distance en particulier. Il affirme que lorsque la technologie sera au point, ses utilisateurs pourront garder le contact avec des proches de manière plus étroite qu'ils ne le font à l'aide du téléphone ou de Skype aujourd'hui. Les personnes qui se trouvent séparées ont besoin de contact physique, de l'illusion de la présence humaine, que l'on peut simuler grâce à la température, la pression et les vibrations.

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TELESAR IV, par exemple, n'est pas qu'une simple machine télexistante : il peut également afficher le visage de son opérateur en utilisant une technologie de rétroprojection réflective (RTP), qui permet de refléter
une image donnée grâce à une surface composée de millions de minuscules billes (de 50 micromètres de diamètre environ).

« Lorsque quelqu'un se rend à une soirée par l'intermédiaire de son robot, il a l'impression d'être dans la pièce, mais ses interlocuteurs, eux, ne savent pas à qui ils parlent, » explique Tachi. Il précise que la technologie RTP a permis de surimposer le visage de l'opérateur humain directement sur la tête du robot.

« Ce système améliore grandement les interactions sociales entre les personnes télexistantes et les individus qui se trouvent physiquement dans le lieu de rencontre. Avant cela, la télexistence permettait certes de se sentir pleinement présent dans un lieu, mais autrui vous percevait avant tout comme un robot, ce qui ne rendait pas la rencontre très authentique, » poursuit Tachi.

Par le passé, les systèmes de télexistence étaient beaucoup plus encombrants. Image: Tachi Laboratory, Université de Tokyo

Sur le papier, la télexistence offre des possibilités incroyables. À présent, près de 30 ans après l'invention du concept, le monde en prend enfin conscience. Le développement des réseaux de communication capables de transmettre rapidement de grandes quantités de données ont permis, par exemple, le développement de la chirurgie à distance. En Suède, des chercheurs de l'Institut Karolinska étudient les concepts d'individualité et d'attachement du corps dans le contexte de la « téléportation ». L'Agence Spatiale Européenne, quant à elle, envisage la possibilité d'utiliser la télexistence pour des missions spatiales.

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Tachi évoque l'idée d'une « porte vers l'ailleurs » (doko demo door), un portail magique utilisée par Doraemon, un chat robotique du 22e siècle tiré d'un anime ; sur son ventre, il possède une poche à quatre dimensions dans laquelle ses amis et lui peuvent s'engouffrer afin de se rendre là où ils veulent. Tachi espère que les robots télexistants offriront ce genre d'expérience.

Les étudiants du Cyber Living Lab de Miraikan regorgent d'idées. Image: Emiko Jozuka

Le Japon possède une population vieillissante ; Tachi estime que dans un futur proche la télexistence pourrait permettre aux personnes âgées, peu mobiles, de s'occuper de leurs enfants et petits enfants à distance, ou aux enfants de veiller sur leurs parents depuis leur lieu de travail ou leur foyer.

Pour le moment, TELESAR V n'est capable que de serrer des mains et de jouer avec des billes ; cependant, Tachi a des idées ambitieuses pour le développement de TELESAR VI. Il veut améliorer l'intégration de la machine, ses déplacements, et équiper de capteurs l'intégralité du corps de l'opérateur humain.

« Il nous reste beaucoup de travail à accomplir avant d'obtenir l'avatar humain parfait », confie-t-il.