Une approche interdisciplinaire pour accélérer la collaboration homme-machine
David Mindell a passé sa carrière à défier les distinctions traditionnelles entre les disciplines. Ses travaux ont exploré les façons dont les humains interagissent avec les machines, stimulent l’innovation et maintiennent le bien-être de la société à mesure que la technologie transforme notre économie.
Et, dit Mindell, il n’a pu le faire qu’au MIT. Il s’est joint à la faculté du MIT il y a 23 ans, après avoir terminé son doctorat en sciences, technologie et société, et il est actuellement titulaire d’une double nomination en génie et en sciences humaines à titre de professeur Frances et David Dibner en histoire de l’ingénierie et de la fabrication à la School of Humanities, Arts and Social Sciences et professeur en aéronautique et astronautique.
L’expérience de Mindell dans la combinaison de domaines d’études a façonné ses idées sur la relation entre les humains et les machines. Ce sont ces idées qui l’ont conduit à fonder Humatics – une start-up issue de la fusion de « l’humain » et de « la robotique ».
Humatics essaie de changer la façon dont les humains travaillent avec les machines, en permettant la localisation et la navigation à l’intérieur, sous terre et dans d’autres domaines où les technologies comme le GPS sont limitées. Il y parvient en utilisant les radiofréquences pour suivre les choses au millimètre près, ce que Mindell appelle la technologie de microlocalisation.
La solution de l’entreprise est déjà utilisée dans des endroits comme les ports maritimes et les usines, où les humains travaillent aux côtés des grues, des outils industriels, des véhicules guidés automatisés (AGV) et d’autres machines. Ces entreprises manquent souvent de données de localisation cohérentes pour leurs machines et sont obligées d’adopter des routes rigides pour leurs robots mobiles.
« L’un des graals est que les humains et les robots partagent le même espace et collaborent, et nous permettons aux robots mobiles de travailler en toute sécurité et à grande échelle dans des environnements humains « , dit M. Mindell. « La sécurité est une première forme critique de collaboration, mais au-delà, nous commençons à peine à apprendre à travailler (dans des environnements) où les robots et les gens savent parfaitement où ils sont. »
Une entreprise en devenir depuis des décennies
Le MIT a une longue histoire de transcendance des domaines de recherche pour améliorer notre compréhension du monde. Prenons, par exemple, Norbert Wiener, qui a fait partie du corps professoral du MIT au Département de mathématiques entre 1919 et sa mort en 1964.
Wiener est crédité d’avoir formalisé le domaine de la cybernétique, qui est une approche pour comprendre les systèmes de rétroaction qu’il définit comme « l’étude scientifique du contrôle et de la communication chez l’animal et la machine ». La cybernétique peut être appliquée à des systèmes mécaniques, biologiques, cognitifs et sociaux, entre autres, et elle a déclenché une frénésie d’études interdisciplinaires et de collaboration scientifique.
En 2002, Mindell a écrit un livre explorant l’histoire de la cybernétique avant Wiener et son émergence à l’intersection d’une série de disciplines pendant la Seconde Guerre mondiale. C’est l’un des livres que Mindell a écrits et qui traitent des réponses interdisciplinaires à des problèmes complexes, en particulier dans des environnements extrêmes comme les alunissages et les grands fonds marins.
La perspective interdisciplinaire que Mindell a forgée au MIT l’a aidé à identifier les limites de la technologie qui empêchent les machines et les humains de travailler ensemble de façon transparente.
Une lacune particulière à laquelle Mindell pense depuis des années est le manque de données de localisation précises dans des endroits comme les entrepôts, les métros et les ports maritimes.
Dans cinq ans, nous regarderons en arrière en 2019 et dirons : » Je n’arrive pas à croire que nous ne savions pas où se trouvait quoi que ce soit « , dit Mindell. « Nous avons tellement de données qui circulent, mais le lien entre le monde physique dans lequel nous vivons et nous nous déplaçons et le monde numérique qui est en train d’exploser est encore très faible. »
En 2014, Mindell s’est associé à Gary Cohen, cofondateur de Humatics, qui a travaillé comme stratège en propriété intellectuelle pour des entreprises de biotechnologie dans la région de Kendall Square, pour résoudre le problème.
Début 2015, Mindell a collaboré avec Greg Charvat, ancien élève du Lincoln Laboratory et expert en radar ; les deux hommes ont construit un prototype de système de navigation et démarré l’entreprise deux semaines plus tard. Charvat devient directeur technique et premier employé de Humatics.
« Il était clair qu’il y avait sur le point d’y avoir cette énorme floraison de robotique, de systèmes autonomes et d’intelligence artificielle, et je pensais que ce que nous avions appris dans des environnements extrêmes, notamment en mer et dans l’aviation, avait une énorme quantité d’applications dans les environnements industriels, » dit Mindell. « L’entreprise a pour but d’apporter des connaissances issues d’années d’expérience avec des systèmes autonomes et distants dans des environnements extrêmes dans les domaines du transport, de la logistique, du commerce électronique et de la fabrication. »
Apporter la microlocalisation à l’industrie
Les usines, les ports et autres endroits où les données GPS sont inutilisables ou insuffisantes adoptent une variété de solutions pour répondre à leurs besoins de suivi et de navigation. Mais chaque solution de contournement a ses inconvénients.
Les technologies RFID et Bluetooth, par exemple, permettent de suivre les actifs, mais elles ont une courte portée et sont coûteuses à déployer sur de vastes zones.
Les caméras et les méthodes de détection comme LIDAR peuvent être utilisées pour aider les machines à voir leur environnement, mais elles sont confrontées à la pluie et à des conditions d’éclairage différentes. Le ruban de sol encastré avec des fils ou des aimants est aussi souvent utilisé pour guider les machines à travers des routes fixes, mais il n’est pas bien adapté aux entrepôts et aux lignes de production de plus en plus dynamiques d’aujourd’hui.
Humatics s’est efforcé de rendre les capacités de son système de localisation de microlocalisation aussi faciles à exploiter que possible. Les données de localisation et de suivi qu’il collecte peuvent être intégrées dans n’importe quel système de gestion d’entrepôt ou plate-forme « internet des objets » (IoT) que les clients utilisent déjà.
Ses balises de radiofréquence ont une portée allant jusqu’à 500 mètres et, lorsqu’elles sont installées dans une constellation, elles peuvent localiser des points tridimensionnels à 2 centimètres près, créant une grille virtuelle de l’environnement environnant.
Les balises peuvent être combinées avec un hub de navigation embarqué qui aide les robots mobiles à se déplacer dans des environnements dynamiques. Le système de Humatics recueille également des données de localisation à partir de plusieurs points à la fois, surveillant la vitesse d’un chariot élévateur à fourche, aidant un grutier à placer une caisse d’expédition et guidant simultanément un robot autour des obstacles.
Les données collectées par Humatics n’aident pas seulement les clients à améliorer leurs processus, elles peuvent aussi transformer la façon dont les travailleurs et les machines partagent l’espace et travaillent ensemble. En effet, avec une nouvelle puce qui émerge tout juste de ses laboratoires, Mindell dit que Humatics déplace des industries telles que la fabrication et la logistique dans « le monde du positionnement omniprésent et précis au millimètre près ».
Tout cela est possible grâce à l’approche holistique de l’entreprise face au problème séculaire de l’interaction homme-machine.
« La génétique est un exemple de ce qui peut arriver quand on pense à la technologie dans un contexte unique et plus large « , dit M. Mindell. « C’est un exemple de ce que le MIT peut accomplir quand il s’intéresse sérieusement à ces deux façons (des sciences humaines et de l’ingénierie) de voir le monde. »
