Mathieu
ARCHITECTURE DE ROBOTIQUE DE DISNEY: FAIRE EN SORTE QUE LES ROBOTS SOIENT PLUS EMOUVANTS
La plupart des projets de robotique se concentrent sur le rendement: que fait ce robot? Est-ce fiable, précis et peut-il atteindre ses objectifs? Chez Disney, en revanche, notre priorité est l’histoire: comment ce robot vous fait-il sentir? Est-il expressif, est-il identifiable et reflète-t-il de manière authentique un personnage que les gens connaissent à travers ses manières, sa démarche ou ses expressions?
Ce contexte change tout. Prenons la marche, par exemple – en robotique, il est généralement prioritaire de maximiser la stabilité d’une marche, car tomber ne vous aide pas à déplacer des caisses ou à explorer le terrain. Chez Disney, en revanche, une marche stable est moins importante qu’une marche qui donne vie à un personnage. Tomber peut être extrêmement divertissant, tant que la chute se produit dans le personnage!
Il y a environ un an, notre équipe a pris conscience qu’il nous fallait des robots qui n’avaient pas peur de faire une chute occasionnelle. Si nous devions être libres d’explorer des performances amusantes et évocatrices avec nos robots, il fallait que l’échec soit une option. Et pas seulement cela – l’échec devait être attendu et intégré à la conception. Nous avons appelé notre nouveau projet “Indestructibles” et nous sommes partis à la recherche de l’objectif que ce nom impliquait.
Le 10 mars 2023, nous avons pu présenter notre dernier prototype Indestructibles à SXSW à Austin, au Texas. Nous étions nerveux. Nous savions que ce petit personnage nous avait charmés, mais nous ne pouvions pas être sûrs que sa personnalité se révélerait sur une grande scène avec un tout nouveau public. Mais dès qu’elle a pointé le bout de son nez hors de sa caisse, l’énergie dans la foule nous a laissé entendre qu’ils ne la voyaient pas seulement mais l’applaudissaient. Nous étions ravis!
Arriver à ce stade a nécessité beaucoup d’exploration. Au début, nous étions un peu intimidés par l’idée de faire un robot qui rebondirait après une chute. Mais après quelques mois à faire tomber des idées (et des robots) sur le sol, nous avons constaté que c’était un problème assez facile à résoudre. De plus, nous avons découvert qu’il était possible de fabriquer des composants à partir de matériaux ordinaires capables de survivre à de grandes chutes et à de gros chocs, en particulier à des échelles plus petites où les rapports poids / résistance sont en notre faveur. Protéger l’équipement électrique délicat a été un plus grand défi, mais réduire nos points de défaillance et fournir de l’amortissement aux bons endroits nous a permis d’avancer.
Mais nous avons vite compris que la durabilité seule ne suffisait pas. Dans la robotique conventionnelle, la physique est le juge final de ce qui fonctionne le mieux. Dimensionner une entretoise et positionner le centre de masse peut être fait avec soin sur un ordinateur, et le résultat en matériel est susceptible de correspondre à l’intention. Lorsqu’il s’agit de créer un personnage, en revanche, le cœur et l’esprit humains sont le juge final. Les gens sont bien plus difficiles à simuler et l’effet complet d’une performance ne peut vraiment être ressenti qu’en étant dans la même pièce que le robot. Nous avons donc dû adopter une nouvelle approche à la fois materielle et logicielle. Nous avions besoin d’un robot qui pouvait changer et s’adapter en quelques jours plutôt que quelques semaines, tout en restant fiable. Et du côté logiciel, nous avions besoin d’interfaces élégantes qui nous permettaient d’essayer rapidement de nouveaux mouvements – à la recherche d’émotions.
Mécaniquement, nous avons adopté une stratégie de conception modulaire construite autour d’une seule taille d’actionneur, en gardant l’échelle petite tout en utilisant de la fibre de carbone pour minimiser le poids. Nous avons également pris la décision de tolérer une certaine quantité de flexibilité dans les articulations, sacrifiant la rigidité pour la protection du moteur et la facilité de construction. Cela a rendu facile de changer les proportions du robot pour correspondre à différents personnages. Tout aussi important, cela a rendu facile d’ajouter et de soustraire des degrés de liberté. “Et si le robot était sur des patins à roulettes?” est devenu une question qui pouvait être rapidement répondue avec une nouvelle paire de pieds.
Nous avons également développé une interface logicielle simple et interactive pour le robot. Nous pouvons déplacer le robot manuellement dans des poses clés, puis les mélanger en douceur pour créer des mouvements déjà ancrés dans la physique du robot. Nous avons également gardé le code embarqué léger, évitant l’autonomie et limitant la détection aux positions des moteurs afin que nous puissions adapter rapidement le logiciel tout en itérant sur le matériel.
Nous avons également développé des moyens de retirer des poses clés des données de capture de mouvement afin que nous puissions intégrer directement les aspects humains d’une performance physique. Une première leçon de cet apprentissage est à quel point le mouvement humain réel est holistique. Chaque partie du corps bouge de manière sympathique avec chaque autre partie, même si elle est subtile. En programmant directement un robot, il peut être facile de ne déplacer que les articulations produisant l’action principale, et une partie de la vie est perdue en conséquence.
Passer de la capture de mouvement au robot n’est pas transparent – le robot a une répartition de masse différente de celle d’une personne, et un ensemble beaucoup plus limité d’articulations. Mais l’effort en vaut la chandelle lorsque vous voyez notre dernier prototype se dandiner de manière à vous faire sentir que vous regardez un personnage plutôt qu’un robot.
Alors, quelle est notre plus grande leçon de l’année écoulée? Il y a un énorme espace inexploré de locomotion robotique qui suscite des émotions humaines. En mettant l’accent sur la manière dont nous atteignons notre objectif plutôt que sur le résultat final, nous avons ouvert ce qui semble être un monde de possibilités pour des robots dynamiques et expressifs.
C’est pourquoi nous sommes si excités par ce qui nous attend!
