Avec Marco Hutter, c'est un pionnier de la robotique mobile qui remporte cette année le prix R?ssler. Il s'agit du prix de recherche le mieux doté de l'ETH Zurich.
Il y a dix ans, ils pouvaient à peine se déplacer. Aujourd'hui, les robots marcheurs autonomes de Marco Hutter et de son équipe transforment tout un domaine - et à l'avenir, ces robots très mobiles devraient aider aux travaux de recherche et de sauvetage, voire même explorer d'autres planètes. Pour ses recherches, le professeur du Département de génie mécanique et des procédés de l'ETH Zurich re?oit maintenant le prix R?ssler de cette année. Il s'agit d'une étape importante, voire d'une victoire d'étape, sur un chemin qui a commencé pour Hutter par une simple question : "Comment devons-nous construire les robots pour qu'ils puissent se déplacer sur n'importe quel terrain comme un homme ou un animal ?"
Une évidence s'est rapidement imposée : au lieu d'un entra?nement par chenilles ou par roues, il faudrait des jambes. Cette réponse a toutefois soulevé la question de l'aspect et du fonctionnement d'un tel entra?nement des jambes pour un robot. "Nous nous sommes donc penchés sur le développement de nouveaux concepts d'entra?nement et de commande, sachant qu'au début, les robots ne savaient rien faire et étaient loin d'avoir une application utile", explique Hutter.
Des robots qui grimpent sur les obstacles - et plus encore
Au fil des années, les technologies n'ont cessé d'évoluer, si bien que les robots sont aujourd'hui capables de naviguer sur les terrains les plus difficiles et peuvent être utilisés dans le monde réel. Marco Hutter cite des exemples : "Nos robots marcheurs sont aujourd'hui utilisés commercialement pour des travaux d'inspection industrielle et nous explorons de nouvelles capacités qui permettront à l'avenir des missions d'exploration ou de sauvetage dans des environnements complètement inconnus".
Pour cela, l'équipe de Marco Hutter mise depuis des années sur l'intelligence artificielle : gr?ce à l'apprentissage automatique, on apprend au robot à comprendre son environnement et à interagir avec lui. Lorsque le robot marcheur se trouve face à un obstacle, il reconna?t à l'aide d'une caméra et d'un réseau neuronal artificiel de quel type d'obstacle il s'agit. Il exécute alors les mouvements qu'il a appris auparavant lors de son entra?nement comme étant prometteurs. Presque comme un chien avide de connaissances. Il n'est donc pas étonnant que le robot à quatre pattes s'appelle "ANYmal" - un mot artificiel composé de "partout" (eng : anywhere) et "animal" (eng : animal).
La recherche fondamentale menée par l'équipe de Hutter ne trouve pas seulement des applications dans le domaine de la robotique de course. "Nous utilisons aujourd'hui les technologies relatives à l'autonomie, à la perception de l'environnement ou à l'apprentissage automatique pour la régulation, par exemple pour l'automatisation des machines d'excavation et des machines forestières, pour les robots dans l'agriculture, ou pour les t?ches logistiques", ajoute Hutter.
Récompense pour un pionnier
Les travaux de Hutter sur la mobilité et l'autonomie des robots marcheurs pilotés par l'IA ont fondamentalement changé la recherche en robotique, tout en contribuant à ancrer l'ETH Zurich en tant que leader mondial de la robotique. C'est pour eux que Hutter re?oit le prix R?ssler cette année. Le prix ne récompense pas seulement ses travaux scientifiques pionniers - le système révolutionnaire de contr?le de la locomotion basé sur l'apprentissage automatique est aujourd'hui un standard développé à l'ETH. Le prix salue également le niveau élevé atteint par Hutter dans les domaines du transfert de technologie, de l'entrepreneuriat et des initiatives communautaires et de projet. Hutter a réussi à "tisser un vaste réseau de coopération", explique Jo?l Mesot, président de l'ETH Zurich. "C'est un grand honneur d'être récompensé par le prix R?ssler 2024. J'ai fait la connaissance de Monsieur R?ssler il y a plus de dix ans, alors que je n'en étais qu'au début de mes recherches. ? l'époque, je n'aurais jamais pensé recevoir un jour une telle distinction", déclare Marco Hutter.
Créativité et expertise multidisciplinaire
Hutter s'est intéressé très t?t à la manière dont les machines sont construites et dont les mécaniques fonctionnent. Il n'est donc pas étonnant qu'il ait été attiré par l'ETH Zurich, où il a déjà rédigé son travail de bachelor sur la microrobotique, suivi d'un travail de semestre et d'un stage industriel sur les systèmes de régulation. En raison de ses excellents résultats au cours de ses études de bachelor, il a obtenu l'une des premières bourses d'excellence de la ETH Foundation pour son master. Hutter a rédigé son travail de master dans le domaine de la modélisation et de la robotique de marche auprès de Roland Siegwart, professeur de systèmes autonomes.
Il a ainsi acquis des compétences importantes pour explorer de nouvelles questions dans le domaine de la robotique. "Quand on me demande ce que je fais, je réponds souvent : jouer pour les adultes. Je pense qu'on a besoin de l'aspect ludique pour développer de nouvelles idées de manière créative - et en même temps, le travail est très amusant", explique Hutter. De solides connaissances théoriques de base sont indispensables, que ce soit en mathématiques, en technique de régulation ou en apprentissage automatique. La robotique, justement, est un domaine multidisciplinaire. "Nous travaillons avec des scientifiques de l'environnement, des architectes, des géologues, des experts du secteur de la construction et de nombreuses autres disciplines. C'est ce qui rend le travail très intéressant. Il faut être ouvert d'esprit et pouvoir travailler de manière pluridisciplinaire", ajoute-t-il.
"Marco Hutter est une figure connue de la communauté mondiale de la recherche et une personne aux qualités d'homme d'action".Jo?l Mesot, président de l'ETH Zurich
Transfert de technologie et esprit d'entreprise
Il y a dix ans, Marco Hutter a re?u une Pioneer Fellowship de l'ETH Foundation et a ainsi fondé, avec son équipe de chercheurs, la start-up de l'époque, ANYbotics. Le Pioneer Fellowship a contribué à faire passer la technologie des robots marcheurs du stade de la recherche à celui de l'application commerciale. Le transfert de technologie de la science à la pratique est un élément important dans le travail de Hutter. Il ne se limite pas à des recherches théoriques, basées sur des simulations ou des concepts, mais va au-delà de la preuve de concept et présente des solutions qui fonctionnent dans des scénarios réalistes. Ainsi, Hutter est titulaire de six brevets et a développé un fort esprit d'entreprise au sein de son groupe, qui a donné naissance jusqu'à présent à huit spin-offs de l'ETH.
"C'est agréable de voir que notre travail n'a pas seulement une importance scientifique, mais qu'il a aussi un impact plus large sur la société et l'économie, notamment par le biais des start-ups".Marco Hutter
Un exemple récent de vérification de la réalité des dernières recherches en matière de manipulation mobile est la participation au Cybathlon de cette année, qui porte sur la manière dont les personnes souffrant de handicaps physiques peuvent être assistées par des systèmes d'assistance robotique. Sur commande, le robot peut prendre une pomme sur la table et la servir au repas, ouvrir une porte ou aller chercher quelque chose dans la bo?te aux lettres. Jusqu'à présent, une personne supplémentaire était toujours nécessaire pour effectuer de telles t?ches.
Cela ouvre de nouvelles possibilités pour l'autonomie et l'autodétermination des personnes souffrant de handicaps physiques, et les exemples de ce type se multiplient. Mais Hutter tempère quelque peu les attentes : malgré ces progrès, les systèmes restent encore très simples par rapport aux humains ou aux animaux. "L'objectif est donc d'associer de plus en plus les robots à une meilleure compréhension de leur environnement. Un robot dans un b?timent doit par exemple savoir ce qu'est une porte et comment elle fonctionne, ou que pour aller chercher une pomme, il doit probablement se rendre dans la cuisine", ajoute Hutter.
Du déminage à Mars
Marco Hutter et son équipe s'engagent intensément dans différents domaines où ils peuvent utiliser leurs systèmes, souvent dans des zones trop dangereuses pour l'homme, comme lors du déminage de l'ancien dép?t de munitions de Mitholz.
Depuis longtemps déjà, Hutter nourrit le souhait d'utiliser des robots de l'ETH dans l'espace. Au fil des années, il a démontré à maintes reprises que les robots marcheurs sont bien plus aptes à franchir les pentes et les obstacles que ceux équipés de chenilles ou de roues. "C'est certes complexe, mais la technologie est aujourd'hui suffisamment avancée pour relever ces défis", explique Hutter. Selon lui, il est donc aujourd'hui possible de réfléchir à de nouvelles applications. Par exemple, les robots pourraient grimper dans des cratères sur Mars ou sur la Lune, y effectuer des explorations et fournir des données auxquelles nous n'avions pas accès jusqu'à présent.
Le prix R?ssler
En 2008, Max R?ssler a légué dix millions de francs à l'ETH Zurich Foundation. Avec les intérêts de cette fortune, il fait don d'une somme annuelle. Prix d'encouragement pour les professeurs de l'ETH en phase d'expansion de leur carrière de recherche. D'un montant de 200 000 francs, ce prix est la distinction la mieux dotée pour la recherche à l'ETH Zurich et est toujours remis lors de la manifestation "Thanks Giving" de l'ETH Zurich. c?té externeETH Zurich Foundation a été décerné. Le donateur du prix a étudié les mathématiques à l'ETH Zurich et a obtenu un doctorat sur les calculs de trajectoire dans l'espace. Après un séjour de recherche à l'université de Harvard, il est revenu à l'ETH et a été Senior Scientist et chargé de cours à l'Institut de recherche opérationnelle de 1967 à 1978. Il a ensuite travaillé dans la gestion de fortune avant de se retirer de la vie active. En 2013, l'ETH Zurich lui a décerné le titre de conseiller honoraire.
Plus d'informations sur le c?té externePrix R?ssler.