Le robot Shakey a été le premier robot mobile polyvalent capable de raisonner sur ses propres actions. Alors que d'autres robots nécessitaient des instructions pour chaque étape individuelle de l'accomplissement d'une tâche plus vaste, Shakey pouvait analyser des commandes et les décomposer lui-même en éléments de base. Développé au Centre d'intelligence artificielle de l'Institut de recherche de Stanford (aujourd'hui SRI International) d'environ 1966 à 1972, le projet combinait la recherche en robotique, en vision par ordinateur et en traitement du langage naturel, ce qui en faisait le premier projet à fusionner le raisonnement logique avec l'action physique.
Le développement du robot a produit plusieurs résultats notables, notamment l'algorithme de recherche A*, la transformée de Hough et la méthode du graphe de visibilité. Ces contributions ont eu un impact considérable sur des domaines tels que la recherche de chemin, l'analyse d'images et la géométrie computationnelle. Shakey est maintenant retraité et exposé au Musée de l'histoire des ordinateurs de Mountain View, en Californie.
Historique
Shakey a été développé environ de 1966 à 1972, avec Charles Rosen, Nils Nilsson et Peter Hart comme chefs de projet. Parmi les autres contributeurs majeurs figurent Alfred Brain, Sven Wahlstrom, Bertram Raphael, Richard Duda, Richard Fikes, Thomas Garvey, Helen Chan Wolf et Michael Wilber. Le projet était financé par l'Agence des projets de recherche avancée pour la défense (DARPA), sur la base d'une proposition du SRI soumise en avril 1964 pour des recherches sur les « automates intelligents », plus tard rebaptisée « Automates intelligents pour la reconnaissance ». Le robot était initialement conçu pour avoir deux bras rétractables.
Le projet a inspiré de nombreux autres efforts en robotique, notamment les Centibots. Shakey a été présenté dans le documentaire du BBC « Towards Tomorrow: Robot » en 1967, et en 1969, le SRI a publié une vidéo de 24 minutes intitulée « SHAKEY: Expérimentation dans l'apprentissage et la planification des robots ». Le projet a reçu l'attention des médias, y compris un article dans le New York Times le 10 avril 1969. En 1970, le magazine Life a qualifié Shakey de « première personne électronique », et en novembre 1970, le National Geographic Magazine a couvert Shakey et l'avenir des ordinateurs.
Logiciel
La programmation du robot était principalement faite en LISP. Le planificateur de résolution de problèmes de l'Institut de recherche de Stanford (STRIPS) était conçu comme le composant principal de planification du logiciel. En tant que premier robot qui était un agent logique basé sur des objectifs, Shakey expérimentait un monde limité, qui pouvait contenir un certain nombre de pièces reliées par des couloirs, avec des interrupteurs et des portes pour l'interaction.
Shakey avait une liste courte d'actions disponibles dans son planificateur, notamment se déplacer d'un lieu à un autre, allumer et éteindre les interrupteurs, ouvrir et fermer les portes, monter et descendre d'objets rigides, et pousser des objets mobiles. Le planificateur automatique STRIPS pouvait élaborer un plan pour accomplir toutes les actions disponibles, même si Shakey lui-même n'avait pas la capacité d'exécuter toutes les actions du plan personnellement.
Quel exemple de mission pourrait impliquer qu'un opérateur tape la commande « pousser le bloc de la plateforme » à une console. Un fantôme regarderait autour de lui, identifierait une plateforme avec un bloc dessus, localiserait une rampe pour atteindre la plateforme, pousserait la rampe, la ferait rouler jusqu'à la plateforme, monterait dessus et pousserait le bloc de la plateforme.
Matériel
Physiquement, Shakey était particulièrement grand, avec une antenne pour une liaison réseau, des télémètres à ultrasons, une caméra de télévision, des processeurs embarqués et des capteurs de collision (« détecteurs de butte »). La grande droiture du robot et sa tendance à trembler lui ont valu son nom. Comme un membre de l'équipe s'est souvenu : « Nous avons travaillé pendant un mois pour trouver un bon nom, de noms grecs à tout autre chose, et puis l'un de nous a dit : "Il tremble comme un dingue et il se déplace, appelons-le tout simplement Shakey." »
Résultats de la recherche
Le développement de Shakey a eu un impact considérable sur la robotique, l'intelligence artificielle et l'informatique. Les résultats notables incluent l'algorithme de recherche A*, abondamment utiliser dans la recherche de chemin et la traversée de graphes ; la transformée de Hough, une technique d'extraction de caractéristiques utilisée dans l'analyse d'images, la vision par ordinateur et le traitement d'images numériques ; et la méthode du graphe de visibilité pour trouver les chemins euclidiens les plus courts parmi les obstacles dans le plan.
Ces contros ont devenus des outils fondamentaux dans l'IA et la robotique modernes. L'algorithme A*, par exemple, est utilisé dans des applications allant de l'IA de jeu aux véhicules autonomes. La transformée de Hough reste une technique standard en vision par ordinateur, et la méthode du graphe de visibilité est appliquée dans la planification de mouvement pour les robots et autres systèmes automatisés.
Médias et récompenses
En 1969, le SRI a publié « Shakey: Experience dans l' apprentissage et la planification des robots », une vidéo de 24 minutes qui a reçu une attention significative. Les compétitions de vidéos d'IA de l'Association pour l'avancement de l'Intelligence artificielle sont nommées « Shakeys » de l'impact significatif de cette vidéo à cet égard. Shakey a été intronisé au Temple de la renommée des robots de l'Université Carnegie Mellon en 2004, en ant de notables comme ASIMO et C-3PO, quelhonoré d'un jalon IEEE en ingénierie électrique et en informatique.
L'héritage de Shakey s'étend à son influence sur les recherches ultérieures en intelligence artificielle et en apprentissage automatique. Le projet a montré la faisabilité de fusionner la logique avec l'action physique, mieux préparant le terrain pour des développements ultérieurs en réseaux neuronnaux et en apprentissage profond. Ses contributions aux algorithmes de planification et à la vision par ordinateur continuent d'érer les systèmes d'IA modernes, notamment comme ceux développés dans des institutions comme MIT CSAIL et Stanford AI Lab.