Un lapin robotisé reconnaît la voix des utilisateurs dès la première interaction, permettant ainsi une prise en charge personnalisée des personnes âgées.
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Le groupe de robotique sociale du laboratoire de robotique de l'Université Carlos III de Madrid (UC3M) a développé une méthodologie innovante basée sur l'intelligence artificielle (IA) permettant à un robot d'assistance de type animal de compagnie de reconnaître les personnes avec lesquelles il interagit. Le prototype, baptisé Mía, est actuellement testé dans les centres de jour de la mairie de Madrid afin d'offrir une stimulation affective personnalisée aux personnes âgées souffrant de troubles cognitifs.
Mía est ce lapin robotique de 30 x 30 x 50 cm et qui pese environ 3 kilos, conçu à l'UC3M pour accompagner les personnes âgées.
L'un des plus grands défis de la robotique sociale actuelle est de permettre aux machines d'interagir avec nous de manière naturelle et personnalisée. Pour y parvenir, une solution consiste à ce que le robot sache à qui il s'adresse. Le nouveau système de reconnaissance vocale développé par cette équipe scientifique de l'UC3M, et récemment publié dans la revue Applied Sciences, est intégré à Mía, un lapin robotique simulant un animal de compagnie.
« Nous utilisons ce robot pour la stimulation affective des personnes âgées souffrant de déclin cognitif, et la reconnaissance de l'utilisateur est une étape importante vers un comportement personnalisé du robot, adapté aux besoins de chaque individu », explique l'un des auteurs de ce travail, José Carlos Castillo Montoya, du groupe de robotique sociale du laboratoire de robotique de l'UC3M.
Contrairement aux systèmes de reconnaissance traditionnels qui s'appuient sur des caméras et le traitement d'images (nécessitant généralement une puissance de calcul importante et pouvant porter atteinte à la vie privée), cette proposition utilise exclusivement le microphone intégré du robot. De plus, son fonctionnement local et incrémental offre deux avantages selon les chercheurs : d'une part, une meilleure protection de la vie privée, les empreintes vocales restant stockées dans l'appareil ; d'autre part, un apprentissage en temps réel.
« Le robot n'a pas besoin de phase de configuration pour apprendre votre voix ; il vous entend parler pour la première fois et génère automatiquement un profil », note une autre auteure de l'étude, Arecia Segura Bencomo, du département d'ingénierie des systèmes et d'automatisation de l'UC3M.
Avantages de la robotique animale et de la stimulation affective
Cette avancée, mise en œuvre dans Mía, un prototype robotique en forme de lapin entièrement développé à l'UC3M, relève du domaine de la robotique animale. Il s'agit d'un paradigme thérapeutique visant à transposer les bienfaits avérés de la thérapie avec de vrais animaux (tels que la réduction du stress et de l'anxiété) à des environnements contrôlés où le bien-être animal ou la capacité du patient à prodiguer des soins en limitent l'utilisation.
« Dans le cas particulier des personnes âgées souffrant de troubles cognitifs, le robot éveille le besoin de prendre soin d’autrui », souligne le professeur Castillo. « Des tests pilotes menés dans des centres de jour de la mairie de Madrid ont confirmé que, outre l’amélioration de l’humeur des personnes âgées, le robot agit comme un catalyseur social : il rompt l’isolement, atténue la solitude et encourage les usagers à interagir davantage entre eux. »
Une « signature vocale » basée sur l'intelligence artificielle
Le fonctionnement du système imite les capacités d'apprentissage humaines. Chaque fois qu'une personne parle au robot, l'algorithme analyse les nuances et les schémas du signal acoustique pour créer une « signature vocale » unique.
« Notre proposition est simple car les capacités de calcul du robot sont très limitées », explique José Carlos Castillo Montoya. « L’algorithme génère une sorte de carte et, grâce à un code source ouvert que nous avons amélioré dans notre laboratoire, regroupe les signatures qui se ressemblent. Au final, chaque groupe correspond à un utilisateur spécifique. »
Le système se distingue notamment par sa capacité à gérer les situations imprévues en temps réel. Lors d'une interaction avec une personne inconnue, l'IA détecte que sa signature ne correspond à aucun groupe connu et, si l'interaction se poursuit, elle est capable de générer un profil dynamique entièrement nouveau, apprenant ainsi qu'il s'agit d'un nouvel utilisateur. Lors de tests expérimentaux, le logiciel a obtenu un taux de réussite élevé dans l'identification des utilisateurs connus.
Cette avancée ouvre la voie à une nouvelle génération de robots d'assistance et de compagnie bien plus accessibles, capables d'entrer dans une maison et d'apprendre de manière autonome à reconnaître ses occupants dès le premier « bonjour ». L'équipe de recherche souligne le potentiel de personnalisation que cette technologie offre.
« Nous voulons que le robot puisse s'adapter en réagissant différemment selon la personne qui se trouve devant lui. S'il détecte un utilisateur particulièrement agité, des mécanismes et des comportements spécifiques visant à calmer cette personne seront automatiquement activés. »
Actuellement, l'équipe de recherche dispose de plusieurs prototypes opérationnels de Mía avec lesquels elle continue de perfectionner la technologie dans des scénarios cliniques réels, tout en recherchant des alliances avec des entreprises intéressées à transférer ces connaissances et à mettre ces plateformes d'assistance sur le marché général.