En 1966, dans les laboratoires du Stanford Research Institute (SRI), naissait une création qui allait marquer l’histoire de la robotique et de l’intelligence artificielle : Shakey. Ce robot à roulettes de près de deux mètres de haut, équipé d’une caméra et de capteurs rudimentaires, fut le premier robot capable de raisonner sur ses actions. Contrairement aux automates programmés pour des tâches spécifiques, Shakey pouvait analyser son environnement, planifier ses mouvements et résoudre des problèmes simples de manière autonome. Son nom, dérivé de ses mouvements saccadés, cache une avancée technique majeure qui a posé les fondements de la robotique intelligente moderne et influencé des décennies de recherche en IA.
La genèse d’un projet visionnaire
Le projet Shakey est né dans un contexte de guerre froide où la course technologique battait son plein. Financé par la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), ce programme ambitieux visait à créer un robot capable de percevoir son environnement et d’agir en conséquence. Charles Rosen, l’un des chercheurs principaux, avait une vision claire : construire une machine qui pourrait combiner perception, raisonnement et action.
L’équipe multidisciplinaire rassemblée pour ce défi comprenait des experts en informatique, en robotique et en intelligence artificielle naissante. Parmi eux, Nils Nilsson, Bertram Raphael et Peter Hart ont joué des rôles déterminants dans la conception des algorithmes qui permettraient à Shakey de fonctionner. Le projet a débuté en 1966 et s’est poursuivi jusqu’en 1972, avec un budget considérable pour l’époque de presque 3 millions de dollars.
La construction physique de Shakey présentait des défis inédits. Monté sur une base mobile équipée de moteurs pas à pas, le robot disposait d’une caméra TV, de capteurs optiques pour détecter les obstacles, et d’antennes tactiles pour éviter les collisions. Un ordinateur SDS-940, occupant une pièce entière, constituait son « cerveau » externe. Cette architecture matérielle novatrice devait supporter les logiciels révolutionnaires en cours de développement.
Les ambitions techniques étaient considérables : Shakey devait pouvoir se déplacer dans un environnement non structuré, identifier des objets, comprendre des instructions simples en langage naturel et planifier ses actions pour atteindre un objectif donné. Ces fonctionnalités, qui peuvent sembler basiques aujourd’hui, représentaient alors un défi technologique sans précédent.
Innovations algorithmiques et percées conceptuelles
Le véritable génie de Shakey résidait dans ses logiciels pionniers qui ont posé les bases de nombreux domaines de l’IA moderne. L’équipe du SRI a développé plusieurs algorithmes fondamentaux qui sont encore enseignés et utilisés aujourd’hui. L’algorithme A* (A-star), créé pour Shakey par Peter Hart, Nils Nilsson et Bertram Raphael, constitue une avancée majeure dans la recherche de chemin et l’optimisation. Cette méthode permet de trouver le chemin le plus court entre deux points tout en minimisant les calculs nécessaires.
STRIPS (Stanford Research Institute Problem Solver), un autre système développé pour Shakey, a révolutionné la planification automatique. Ce langage formel permettait de représenter des actions, leurs préconditions et leurs effets, donnant à Shakey la capacité de planifier une séquence d’actions pour atteindre un objectif. STRIPS a influencé pratiquement tous les systèmes de planification développés ultérieurement et reste une référence dans ce domaine.
Shakey intégrait trois niveaux d’intelligence : perception, modélisation du monde et planification d’actions. Pour la perception, le robot utilisait sa caméra et des algorithmes de traitement d’image primitifs mais novateurs pour l’époque, capables d’identifier des formes simples comme des cubes ou des portes. La modélisation du monde permettait à Shakey de maintenir une représentation interne de son environnement, mise à jour en fonction de ses observations et actions.
L’architecture logicielle révolutionnaire
L’architecture logicielle de Shakey, nommée PLANEX, constituait une innovation conceptuelle majeure. Elle introduisait la notion d’exécution conditionnelle de plans, permettant au robot de s’adapter aux changements dans son environnement sans recommencer sa planification depuis le début. Cette approche modulaire incluait :
- Un module de vision pour interpréter les images de la caméra
- Un module de modélisation pour maintenir une carte de l’environnement
- Un planificateur pour déterminer les séquences d’actions
- Un système de contrôle de bas niveau pour exécuter les mouvements physiques
Cette séparation en modules fonctionnels distincts mais interconnectés a établi un paradigme de conception qui influence encore aujourd’hui l’architecture des systèmes robotiques intelligents.
Capacités et limitations : un équilibre révélateur
Dans son environnement contrôlé composé de pièces aux murs blancs et de quelques objets géométriques simples, Shakey pouvait accomplir des tâches élémentaires mais impressionnantes pour l’époque. Il pouvait naviguer d’une pièce à l’autre, éviter des obstacles, pousser des objets et même allumer des interrupteurs. Une démonstration classique consistait à lui demander de déplacer un cube d’une pièce à une autre, ce qui nécessitait de planifier un itinéraire, d’identifier la cible, et de coordonner ses mouvements pour manipuler l’objet.
Toutefois, ces réalisations s’accompagnaient de limitations significatives. La lenteur d’exécution constituait un frein majeur : Shakey pouvait prendre plusieurs minutes pour analyser une situation et planifier ses actions. Chaque mouvement était entrecoupé de longues pauses de calcul, d’où son surnom « Shakey » (tremblant). La puissance de calcul limitée de l’époque imposait des compromis constants entre précision et temps de réponse.
La perception visuelle de Shakey restait rudimentaire, ne fonctionnant que dans des conditions d’éclairage optimales et avec des objets à fort contraste. Son vocabulaire de formes reconnues se limitait à quelques objets géométriques simples. De même, sa capacité à interagir physiquement avec le monde se réduisait à pousser des objets spécifiquement conçus pour ses capacités, comme des blocs montés sur roulettes.
Ces limitations reflétaient l’état de la technologie de l’époque, mais elles ont orienté la recherche vers des problèmes fondamentaux qui restent pertinents aujourd’hui : comment créer des systèmes de perception robustes, comment planifier efficacement dans des environnements complexes, et comment gérer l’incertitude inhérente aux interactions avec le monde réel.
Une interface homme-machine avant-gardiste
Malgré ses limites, Shakey introduisait une interface utilisateur révolutionnaire. Les chercheurs pouvaient communiquer avec lui via un langage de commande simplifié, lui donnant des instructions comme « pousse la boîte vers la porte ». Cette capacité à comprendre des ordres abstraits et à les décomposer en actions concrètes représentait une avancée considérable dans l’interaction homme-machine, préfigurant les assistants virtuels modernes.
L’héritage inestimable d’un pionnier mécanique
Six décennies après sa création, l’impact de Shakey sur les sciences informatiques et la robotique demeure profond. Reconnu en 2017 par l’IEEE comme une étape majeure de l’histoire de l’informatique, Shakey repose aujourd’hui au Computer History Museum de Mountain View, en Californie, témoignage tangible d’une ère pionnière.
L’influence de Shakey s’étend bien au-delà de son existence physique. Les algorithmes développés pour lui ont jeté les bases de domaines entiers de recherche. L’algorithme A* est devenu un standard incontournable dans les jeux vidéo, les systèmes de navigation GPS et la robotique moderne. Les principes de planification introduits par STRIPS se retrouvent dans les systèmes experts, les assistants intelligents et les robots autonomes contemporains.
Plus fondamentalement, Shakey a démontré la faisabilité d’intégrer perception, raisonnement et action dans un système unifié. Cette approche holistique de l’intelligence artificielle incarnée (embodied AI) a influencé des générations de chercheurs. Des robots comme le Mars Rover de la NASA, les robots aspirateurs autonomes ou les véhicules sans conducteur sont les descendants intellectuels directs de Shakey.
Le projet a formé des talents qui ont ensuite marqué l’histoire de l’informatique. Nils Nilsson est devenu une figure majeure de l’IA, tandis que d’autres membres de l’équipe ont fondé des entreprises pionnières ou poursuivi des carrières académiques influentes. Les publications scientifiques issues du projet Shakey comptent parmi les plus citées dans leur domaine.
De Shakey aux robots contemporains : une filiation directe
La lignée intellectuelle de Shakey se trace clairement jusqu’aux robots contemporains les plus sophistiqués. Boston Dynamics avec ses robots humanoïdes, les véhicules autonomes de Waymo, ou les robots chirurgicaux Da Vinci exploitent tous des principes conceptuels explorés initialement avec Shakey. La séparation entre perception, modélisation et action, l’utilisation d’algorithmes de planification avancés, et l’approche modulaire de la conception logicielle sont des héritages directs du projet pionnier du SRI.
Shakey nous rappelle que les innovations technologiques majeures nécessitent souvent vision, patience et collaboration interdisciplinaire. À une époque où l’IA et la robotique transforment notre société, ce robot vacillant des années 1960 nous offre une perspective précieuse sur les origines de cette révolution technologique et sur le chemin parcouru depuis. Il incarne l’audace des premiers explorateurs d’un territoire intellectuel alors totalement inconnu, dont nous continuons aujourd’hui à cartographier les contours.