#36 Apprentissage développemental et robots sociaux

#36 Apprentissage développemental et robots sociaux

L'apprentissage développemental est un domaine de l'intelligence artificielle qui tire son inspiration de la psychologie développementale, et en particulier, de la façon dont les enfants apprennent en interagissant avec leur environnement. En robotique, l'apprentissage développemental a de nombreuses applications et permet notamment d'envisager l'élaboration de robots qui sont capables de se construire leurs propres représentations du monde au travers de leurs interactions, et donc, d'être plus aptes à évoluer dans des environnements peu prédictibles. Dans cette présentation, je présenterai les fondamentaux de l'apprentissage développemental, en insistant sur les différences avec d'autres approches d'apprentissage machine, puis je montrerai quelques exemples d'application, essentiellement en robotique. Enfin, je ferai un focus sur la robotique sociale et les enjeux qu'elle présente, ainsi que les opportunités qu'elle offre.

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Toulouse Data Science

March 25, 2019
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  1. Toulouse - 25 mars 2019

  2. Apprentissage développemental et robots sociaux Ou “comment apprendre des interactions

    et non des données” Amélie Cordier - @amcordier hoomano.com 25 mars 2019 - TDS - Toulouse
  3. Au programme Introduction Robots sociaux Apprentissage développemental Qu’est-ce que c’est

    ? Exemples d’applications Questions / débat
  4. Partie 1 Introduction

  5. Qui suis-je ?

  6. Intelligence artificielle, apprentissage développemental, robotique, interactions Humains-Machines, sciences cognitives Amélie

    Cordier Ingénieur INSA Docteur de Lyon1 2004 2008 2012 2014 Université d’Auckland, NZ Université de Laval, CA 2017 CSO Hoomano 2008-2016 MCF LIRIS LYON1
  7. Présentation d’Hoomano

  8. https://hoomano.com À propos d’Hoomano Fondée en 2014 par Xavier Basset

    et Cyril Maitrejean Développement de solutions logicielles pour les dispositifs sociaux d’interaction Investissement fort dans la recherche : En robotique sociale En intelligence artificielle et en apprentissage développemental
  9. https://hoomano.com Quelques chiffres Lyon, France Tokyo, Japan Une équipe de

    recherche et un laboratoire commun 80 clients en 4 ans Une équipe de 20 personnes (ingénieurs, développeurs, marketing, etc.) Deux sites
  10. https://hoomano.com Exemples de domaines d’application Welcoming & Guiding Welcomes visitors

    in a proactive way Proactive behaviour to engage non-attentive visitors Education Attracts and keeps attention Better memorization of concepts Elderly care Entertains and brings fun to occupants Creates emotions and joy Retail Customers loyalty Rise of the average basket Tourism Improves tourists flow management Promotes brand image with innovation Security Gives security instructions Visitor safety check log database
  11. https://hoomano.com Quelques clients

  12. https://hoomano.com La famille des robots sociaux Pepper Softbank Robotics Nao

    Softbank Robotics Heasy Hease Robotics Buddy Bluefrog Robotics Sanbot Qihan Jibo Jibo Zenbo Asus Cozmo Anki
  13. Exemples d’applications (jeux)

  14. Exemples d’applications (attention)

  15. Exemple : détection de l’attention de l’utilisateur

  16. Vers des interactions plus naturelles Fin du clavier, vers des

    interaction vocales Intelligence émotionnelle, dimensions co-verbale et non verbale Enjeux des interactions long terme et de la conversation naturelle Quels enjeux pour la recherche en robotique sociale ? Apprendre avec des objets d’aujourd’hui comment nous voudrons interagir avec les IA de demain
  17. Liens avec la recherche

  18. Explorer l’apprentissage développemental pour améliorer les interactions Humains-Robots

  19. Partie 2 Robots d’interactions

  20. https://hoomano.com La famille des robots sociaux Pepper Softbank Robotics Nao

    Softbank Robotics Heasy Hease Robotics Buddy Bluefrog Robotics Sanbot Qihan Jibo Jibo Zenbo Asus Cozmo Anki
  21. Vision, perception avancée Reconnaissance de la parole Synthèse vocale Navigation

    Détection d’émotions Compréhension du langage et génération de réponses Où utilise-t-on l’IA dans un robot social ? Traitement de requêtes complexes, connexion au Cloud
  22. Partie 3 Apprentissage développemental

  23. Motivations : défis de la robotique pour l’IA Navigation Environnements

    imprévisibles Compréhension du contexte Interactions humains-robots complexes
  24. Qu’est-ce que l’apprentissage développemental ? Apprentissage bio-inspiré Pas de modélisation

    a priori de l’environnement Apprentissage de régularités d’interactions Motivation intrinsèque, curiosité http://liris.cnrs.fr/ideal/ http://liris.cnrs.fr/ideal/mooc/ http://liris.cnrs.fr/devlearn/ http://liris.cnrs.fr/simon.gay/
  25. Bio-inspiré ? Vraiment ?

  26. L’éléphant dans la pièce https://www.quantamagazine.org/machine-learning-confronts-the-elephant-in-the-room-20180920/

  27. On est assez loin du bon sens… https://www.zdnet.com/article/googles-best-image-recognition-system-flummoxed-by-fakes/

  28. https://hoomano.com De la perception à l’apprentissage, quelques défis à relever

    “Elle n’a pas pu mettre le chat dans le sac car il était trop grand !”
  29. Implémentation rudimentaire

  30. Le small loop problem

  31. Dans un environnement plus complexe

  32. Copier / coller dans un robot

  33. Les bénéfices de l’IA développementale Moins de données Meilleure compréhension

    du contexte des interactions sociales Incarnation physique, bon sens Approche plus éthique et plus sensée de l’IA ?
  34. Travaux en cours : IAD et dextérité Travaux de master

    - Hugo Castaneda
  35. Si vous voulez essayer par vous-même http://little-ai.com/ Little AI

  36. Bibliographie sur le sujet [Asada 2001, Mouret 2015, Cangelosi 2015,

    Oudeyer 2016]
  37. Partie 4 Questions ouvertes !

  38. Merci !

  39. www.hoomano.com Amélie Cordier Chief Scientific Officer @amcordier - @HoomanoCompany

  40. https://hoomano.com Artificial Intelligence: A Modern Approach. Stuart Russell, Peter Norvig.

    Pearson. 2013 (3rd edition). Livre blanc de INRIA sur l’Intelligence Artificielle. https://www.inria.fr/actualite/actualites-inria/livre-blanc-sur-l-intelligence-artificielle Panorama de l’Intelligence Artificielle. Pierre Marquis, Odile Papini et Henri Prade. Cepadues. 2015. http://www.cepadues.com/collections/panorama-intelligence-artificielle-27.html Les usages de l’IA. Olivier Ezratty. 2018. https://www.oezratty.net/wordpress/2018/usages-intelligence-artificielle-2018/ Références bibliographiques
  41. https://hoomano.com Stuart Russell talk: We can't prevent AI changing the

    world but we can stop robots cooking cats https://www.ted.com/talks/stuart_russell_how_ai_might_make_us_better_people (Amazing) Wendell Wallach: Global Ethics Forum: The Pros, Cons, and Ethical Dilemmas of Artificial Intelligence https://www.youtube.com/watch?v=HY1t0tj45Fk (Disturbing) Nick Bostrom: The Ethics of The Artificial Intelligence Revolution https://www.youtube.com/watch?v=FXMNYcQ5tJg Inspiring reading: Preparing for the future of artificial intelligence https://obamawhitehouse.archives.gov/blog/2016/05/03/preparing-future-artificial-intelligence Get involved: Open letter from the future of life institute: https://futureoflife.org/ai-open-letter https://futureoflife.org/data/documents/research_priorities.pdf?x56934 Références bibliographiques (éthique et IA)
  42. https://hoomano.com Initiatives / organisations K&L Gates Endowment for Ethics and

    Computational Technologies: http://klgates.com/artificial-intelligence-practices/ Open AI (Elon Musk): https://openai.com/ Center for human compatible AI: http://humancompatible.ai/ AI4all: http://ai-4-all.org/ Partnership on AI with Amazon, Apple, DeepMind, Google, Facebook, IBM, Microsoft: https://www.partnershiponai.org/ Divers https://futureoflife.org/data/documents/research_priorities.pdf?x56934 http://users.dsic.upv.es/~flip/EGPAI2017/ https://obamawhitehouse.archives.gov/sites/default/files/whitehouse_files/microsites/ostp/NSTC/preparing_for_the_future_of_ai.pdf https://obamawhitehouse.archives.gov/blog/2016/05/03/preparing-future-artificial-intelligence Sur le débat Etzioni / Bostrom. Le point de vue de Stuart Russell et Allan Dafoe: https://www.technologyreview.com/s/602776/yes-we-are-worried-about-the-existential-risk-of-artificial-intelligence/ Sur les dangers cachés de l’IA : https://www.theguardian.com/technology/2016/aug/30/rise-of-robots-evil-artificial-intelligence-uc-berkeley Valeurs pour les développeurs de l’IA : https://alexgkendall.com/artificial_intelligence/lets_talk_about_ethics_in_artificial_intelligence/ Points de vue philosophiques sur l’éthique virtue ethics (Aristotle) deontological ethics (Kant) teleological ethics (Mill, Bentham) Références bibliographiques (éthique et IA)
  43. Annexe 1 Quelques exemples de robots

  44. Quelques robots - Atlas - Boston Dynamics

  45. Quelques robots - Atlas - Boston Dynamics

  46. Quelques robots - Jibo

  47. Quelques robots - Buddy

  48. Quelques robots - Aibo

  49. Quelques robots - Vector

  50. Quelques robots - Paro

  51. Quelques robots - Nao

  52. 52 Extrait de “The Robot and Frank”, 2012

  53. Annexe 2 Plus de détails sur les travaux du labcom

  54. DQN to adapt gestures to dialog content Internship - Caroline

    Montassier - INSA Rouen How to learn appropriate gestures (animations) as co-verbal information depending on a textual content? - How to map “sentiment” and “gesture” without prior representation? - How to gather feedback from users on the mapping quality? - What are the other possible use-cases?
  55. Multimodal learning with robotic data Internship - Brice Denoun -

    INSA Lyon How to use multimodal learning with robotic data to improve awareness of robots? - How to choose the data to combine? - How to deal with poor quality of some data? - What are the possible use-cases? - What methodology to compare the architectures?
  56. Modeling empathy with a focus on interaction Ongoing PhD thesis:

    Empathic Responses by Social-Robots in Human-Robot Interactions Using Developmental Learning Experimentations in cognitive sciences: How to measure the quality of an empathic response during a medium-term interaction - towards news tools inspired from psychology
  57. Publication Developmental Learning for Social Robots in Real-World Interactions. Alexandre

    Galdeano, Alix Gonnot, Clément Cottet, Salima Hassas, Mathieu Lefort, Amélie Cordier. Human Robot Interactions (HRI). 2018.
  58. Annexe 3 Plus de détails sur Hoomano

  59. https://hoomano.com Exemples