Maja Matarić est une informaticienne américaine et une pionnière fondatrice du domaine de la robotique d'assistance sociale. Elle est titulaire de la chaire Chan Soon-Shiong et professeure distinguée d'informatique, avec des nominations conjointes en neurosciences et en pédiatrie, à l'Université de Californie du Sud (USC). Ses recherches couvrent la robotique, l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, avec un accent sur la capacité des robots à aider les personnes par le biais d'interactions sociales. Elle est également l'auteure du manuel The Robotics Primer (MIT Press).
Vie et éducation
Matarić est née à Belgrade, dans l'ancienne Yougoslavie (aujourd'hui la Serbie). Elle a immigré aux États-Unis à l'adolescence avec sa mère, Mirjana N. Matarić, auteure et éducatrice ; son père, ingénieur électricien, est décédé d'un cancer avant leur départ. Elle a obtenu un baccalauréat en sciences en informatique de l'Université du Kansas en 1987, avec une mineure en psychologie et sciences cognitives. Elle a ensuite poursuivi des études supérieures au Massachusetts Institute of Technology (MIT), obtenant une maîtrise en sciences en informatique et IA en 1990 et un doctorat en philosophie en informatique et IA en 1994. Sa thèse de maîtrise, « A Model for Distributed Mobile Robot Environment Learning and Navigation », et sa thèse de doctorat, « Interaction and Intelligent Behavior », ont toutes deux été dirigées par Rodney A. Brooks, figure éminente de la robotique basée sur le comportement.
Carrière académique
Matarić a commencé sa carrière académique en tant que professeure adjointe au département d'informatique de l'Université Brandeis, où elle a fondé le laboratoire d'interaction. En 1997, elle a rejoint l'Université de Californie du Sud, où elle est devenue directrice fondatrice du centre de robotique et systèmes autonomes de l'USC (RASC) et codirectrice du laboratoire de robotique de l'USC. À l'USC, elle a continué à diriger le laboratoire d'interaction, devenu un pôle de recherche sur l'interaction homme-robot et la robotique d'assistance sociale.
Au-delà de ses recherches, Matarić a assumé des rôles de leadership importants. Elle a été présidente élue du corps professoral et du sénat académique de 2006 à 2007, vice-doyenne de la recherche à l'école d'ingénierie Viterbi de l'USC de 2006 à 2019, et vice-présidente intérimaire de la recherche de l'USC de 2019 à 2020. En 2022, elle a été chercheuse invitée chez Google, puis a passé un congé sabbatique de deux ans en tant que scientifique principale chez Google DeepMind.
Contrôle basé sur le comportement et apprentissage
Les travaux de Matarić au MIT pendant ses études supérieures ont apporté des contributions fondamentales à la cognition des robots autonomes. Pour sa maîtrise, elle a été la première à démontrer que les systèmes basés sur le comportement (BBS) pouvaient être dotés de représentation, leur donnant la puissance expressive nécessaire pour planifier et apprendre. Son système robotique, Toto, a été le premier système basé sur le comportement à apprendre des cartes en ligne et à optimiser son comportement. Toto reste une étape marquante dans les BBS et est très cité dans la littérature robotique.
Coordination multi-robots
Dans ses recherches doctorales, Matarić a été parmi les premiers à développer des algorithmes décentralisés et distribués pour des équipes et des essaims de robots, en exploitant un contrôle local évolutif. Elle a permis à une équipe de 20 robots physiques de coopérer sur des tâches telles que l'exploration coordonnée, la recherche de nourriture, l'organisation en formation et le retour au point de départ. Avant ses travaux, la plupart des recherches en robotique se concentraient sur des robots uniques ou des paires. Elle a apporté une rigueur à la robotique distribuée en montrant que des comportements complexes pouvaient être composés à partir de comportements de base de manière princiée.
En tant que membre du corps professoral, Matarić a continué à faire progresser la coordination multi-robots. Son groupe a fourni la première analyse formelle des approches de coordination existantes, identifié leurs limites et développé des algorithmes d'allocation de tâches prouvés corrects tout en étant évolutifs. Ils ont mis en œuvre des stratégies basées sur le marché dans des systèmes robotiques physiques pour des tâches comme le transport d'objets, le nettoyage de zones et la reconnaissance. Son laboratoire a également démontré un apprentissage en temps réel en ligne dans des systèmes multi-robots distribués, y compris l'apprentissage de modèles, l'apprentissage par imitation et l'apprentissage par interaction homme-robot.
Robotique d'assistance sociale
Depuis 2000, Matarić est pionnière du domaine de la robotique d'assistance sociale (SAR), aux côtés de Brian Scassellati. La SAR vise à permettre aux machines intelligentes d'aider les personnes à s'aider elles-mêmes grâce à des interactions sociales personnalisées et assistives, plutôt qu'à un contact physique. Cette recherche cherche à comprendre le comportement humain à travers l'interaction homme-machine et à développer des systèmes robotiques fournissant une assistance personnalisée en réadaptation, en formation et en éducation.
Le laboratoire d'interaction de Matarić a développé des algorithmes intelligents d'interaction homme-robot (HRI) et de SAR capables de perception en temps réel, de modélisation de l'utilisateur et d'apprentissage dans des environnements humains complexes et dynamiques. Ses travaux sont remarquables pour la validation de systèmes avec des populations difficiles, notamment des patients en réadaptation post-AVC, des enfants atteints de troubles du spectre autistique, des personnes âgées atteintes de la maladie d'Alzheimer, des étudiants avec TDAH et des individus souffrant d'anxiété ou de dépression. Ces études ont été menées dans des contextes réels tels que des écoles, des centres de thérapie, des cliniques de réadaptation, des maisons de soins et des domiciles privés, souvent sur des périodes prolongées.
Reconnaissance et récompenses
Matarić est membre de l'Académie nationale d'ingénierie (NAE) et de l'Académie américaine des arts et des sciences (AMACAD). Elle est fellow de l'AAAS, de l'ACM, de l'AAAI et de l'IEEE. Ses distinctions incluent un prix NSF Career (1996), le prix présidentiel pour l'excellence en mentorat en sciences, mathématiques et ingénierie (PAESMEM, 2011), le prix Athena Lecturer de l'ACM (2024) et le prix Eugene L. Lawler de l'ACM pour l'informatique humanitaire (2025).
Impact et héritage
Les recherches de Matarić ont eu un impact majeur sur la manière dont les soins de santé pourraient être délivrés à de grandes populations, rendant les soins plus abordables et accessibles. Ses travaux en robotique d'assistance sociale ont ouvert de nouvelles voies pour utiliser les robots comme compagnons et coachs dans des contextes thérapeutiques et éducatifs. En tant que leader du domaine, elle a également contribué à la communauté robotique plus large grâce à son manuel et à son mentorat de nombreux étudiants et chercheurs.
Publications et œuvres sélectionnées
Matarić a publié abondamment et est très citée dans la robotique, l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique. Son livre The Robotics Primer (MIT Press) est une introduction largement utilisée à la robotique pour les étudiants et les passionnés. Ses articles de recherche sur le contrôle basé sur le comportement, la coordination multi-robots et la robotique d'assistance sociale sont fondateurs dans leurs domaines respectifs.
Lectures complémentaires et liens
Pour plus d'informations sur des sujets connexes, voir intelligence artificielle, apprentissage automatique, interaction homme-robot et université Carnegie-Mellon. Les travaux de Matarić recoupent des développements plus larges dans apprentissage profond et réseaux de neurones pour la perception et le contrôle, ainsi que des efforts dans des institutions comme MIT CSAIL et Stanford AI Lab. Ses contributions aux systèmes multi-robots sont liées à la recherche sur les systèmes distribués et apprentissage par renforcement, tandis que ses travaux en robotique d'assistance sociale ont des implications pour les soins de santé et les technologies d'assistance.