- Un robot vient de battre plusieurs joueurs de tennis de table de haut niveau
- Le Project Ace de Sony AI excelle face à des adversaires humains imprévisibles
- Ce succès pourrait faciliter l’entraînement de futurs robots capables d’évoluer dans le monde réel
En tennis de table de compétition, la balle peut atteindre des vitesses allant jusqu’à 110 km/h et partir dans n’importe quelle direction. Certes, une part de prévisibilité existe en fonction du coup, de l’effet et de la manière dont la balle touche la table, mais les possibilités restent infinies. Il semble désormais qu’un robot ait réussi à maîtriser cette complexité.
Le Project Ace de Sony AI est le premier robot à avoir battu plusieurs joueurs de tennis de table de niveau élite dans une arène conforme aux standards de la Fédération internationale de tennis de table, sous la supervision d’arbitres officiels.
Dans un nouvel article publié dans Nature, intitulé « Surclasser des joueurs de tennis de table d’élite avec un robot autonome », des scientifiques de Sony AI décrivent leur travail et expliquent comment l’intelligence artificielle a été utilisée pour entraîner le robot « Project Ace » à jouer au tennis de table à un niveau professionnel.
« Ace a remporté trois victoires en cinq matchs face à des joueurs d’élite, tout en livrant des performances compétitives lors des autres rencontres. Ces résultats démontrent le potentiel des agents d’IA physique à surpasser des experts humains dans des tâches interactives en temps réel », écrivent les chercheurs.
Project Ace combine une « perception à grande vitesse », un système de contrôle basé sur l’apprentissage par renforcement (qui récompense les bons comportements) et un matériel robotique à haute vitesse.
Pas de pieds, mais un revers redoutable
Ace ne ressemble en rien à un joueur humain de tennis de table. Il se déplace dans quatre directions sur un système de rails conçu sur mesure, tandis que son tronc pivote à 360 degrés. Son bras et son poignet entièrement articulés s’ajustent en temps réel pour servir et renvoyer la balle. Des robots capables de jouer au tennis de table ont déjà été présentés auparavant, mais pas à ce niveau. La vitesse seule est impressionnante.
Cependant, c’est l’apprentissage par renforcement basé sur l’IA et la simulation d’entraînement qui rendent Project Ace véritablement unique. Durant sa phase d’entraînement, il a pu explorer une grande variété de scénarios de jeu. Il s’est même entraîné contre une version virtualisée de lui-même. Mais c’est l’apprentissage par renforcement « sans modèle » qui permet en partie à Project Ace de s’adapter à des adversaires humains d’élite et imprévisibles.
Équipé de capteurs embarqués et d’un ensemble de neuf caméras disposées autour du robot, Project Ace peut percevoir des éléments que la plupart des joueurs humains, même de haut niveau, pourraient manquer. L’effet imprimé à la balle, par exemple, détermine largement sa trajectoire future.
Comme l’expliquent les chercheurs dans la vidéo du projet, la perception constitue l’une des innovations majeures : « C’est le seul système au monde capable de mesurer l’effet d’une balle de tennis de table non modifiée à cette vitesse. »
Le véritable élément clé réside peut-être dans une technique appelée « privileged critic », utilisée par les développeurs de Sony AI dans les simulations d’entraînement. Ce « critique privilégié » avait accès à des informations parfaites sur les échanges, combinées aux données issues des capteurs en temps réel. Il s’agit en quelque sorte de comparer ce qui devrait se produire avec ce qui se produit réellement. C’est ainsi que le robot apprend à anticiper l’imprévu.
Une séquence de la vidéo illustre ce mécanisme. Un joueur d’élite frappe une balle qui touche le filet et dévie dans une direction inattendue. Project Ace semblait déjà avoir planifié son retour, mais il parvient à ajuster son mouvement à la nouvelle trajectoire et à renvoyer la balle. Tout se joue en quelques millisecondes. Un joueur humain aurait pu échouer à effectuer un ajustement aussi rapide.
« Cela m’a totalement stupéfié », a déclaré Peter Dürr, directeur et ingénieur en chef chez Sony AI, dans un communiqué consacré à Project Ace.
À l’image d’un précédent projet de Sony AI visant à entraîner une IA à battre des joueurs humains experts dans une simulation de Gran Turismo, Project Ace n’a pas pour objectif de surpasser des professionnels ni de viser un niveau olympique en tennis de table. L’enjeu est d’aider les robots à fonctionner dans un monde imprévisible.
Les démonstrations de robots humanoïdes dans des environnements domestiques suscitent souvent des remarques sur leur lenteur. Ces robots évoluent de manière prudente pour des raisons de sécurité et pour gérer l’imprévu. Project Ace démontre qu’il est possible d’entraîner des robots, et même de les laisser s’entraîner eux-mêmes, à gérer un environnement imprévisible, et à le faire à grande vitesse.
Une future compétition de tennis de table n’est pas totalement exclue. L’équipe de Sony AI travaille en permanence à l’amélioration du jeu de Project Ace. Les chercheurs notent par exemple que le robot a tendance à avancer et à frapper la balle plus tôt que ses adversaires humains. Parfois, reculer et patienter un instant permettrait d’opter pour un retour plus stratégique.
Si ce point est résolu, ou si Project Ace parvient à le corriger par lui-même, pourquoi les Jeux olympiques resteraient-ils hors de portée ?
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