Simulateur d’excavatrice : le MIT égale novices et experts

Un stagiaire empoigne un objet qui ressemble moins à une manette de jeu qu’à un minuscule bras d’excavatrice. Il le déplace vers l’avant, le fait pivoter ou referme son godet, et une excavatrice virtuelle reproduit le geste sur un écran composé de six panneaux. Lors du test du MIT, les conducteurs novices ont égalé les experts dès leur toute première session sur simulateur, sans devoir apprendre la chorégraphie des joysticks qui s’interpose habituellement entre une personne et la machine.

Cette chorégraphie constitue la difficulté cachée de l’excavation. Le mouvement d’un joystick ne ressemble pas à celui de la flèche, du balancier, du godet ou de la cabine qu’il commande. Les débutants doivent donc construire une représentation mentale avant de pouvoir creuser des tranchées, déblayer ou niveler le sol avec aisance. Hermano Krebs, chercheur scientifique principal au Département de génie mécanique du MIT, explique que le World-Space Interface élimine une grande partie de cette traduction en permettant aux utilisateurs d’imiter le mouvement qu’ils souhaitent effectuer.

L’équipe a comparé le dispositif à un simulateur classique à joysticks, avec des volontaires experts et novices. Ils se sont entraînés une heure par jour pendant sept jours dans 15 environnements virtuels, notamment des chantiers, des autoroutes, des zones minières, des berges ainsi que des environnements urbains et ruraux. Avec les joysticks, les novices progressaient, mais restaient derrière les experts ; avec la nouvelle interface, l’écart avait disparu dès le début de la formation.

La cible concrète est une main-d’œuvre vieillissante dans le secteur de l’exploitation des machines, une préoccupation soulevée pour la première fois par le fabricant japonais de machines Sumitomo Heavy Industries lorsque sa collaboration avec Krebs a débuté en 2018. Le même contrôleur en forme de bras pourrait à terme être installé à côté d’un conducteur dans une cabine, ou permettre à quelqu’un de téléopérer une excavatrice depuis une remorque lorsque le chantier est difficile ou dangereux. Ces usages restent toutefois une perspective, et non un déploiement rapporté : l’étude a porté sur une excavatrice virtuelle.

Qu’est-ce que cela changerait pour les entreprises de construction ? Si le résultat se confirme au-delà du simulateur, les stagiaires pourraient passer moins de temps à apprendre un système de commande abstrait avant de devenir opérationnels sur des tâches simples. La technologie n’est pas encore prête à tenir cette promesse : le prototype ne dispose d’aucun retour haptique, et le MIT développe toujours un retour d’effort pour que le bras oppose une résistance comme s’il recueillait des matériaux lourds. Caterpillar, Hyundai et Komatsu développent eux aussi des simulateurs d’excavatrice, mais leurs systèmes reposent encore sur des joysticks traditionnels.