« Toyota utilise la technologie des robots industriels pour différentes applications visant à aider les activités humaines et à coexister en harmonie avec les humains, » commente Nobuhiko Koga, Directeur du Frontier Research Center de Toyota. « Depuis 2004 par exemple, nous développons des robots d’assistance spécialisés dans l’aide aux personnes incapables de se déplacer seules, notamment la population âgée. À l’heure où nous devenons une entreprise de mobilité, nous accentuons nos efforts en robotique afin d’offrir à chacun la liberté de déplacement. La “mobilité pour tous” ne désigne pas uniquement le déplacement physique d’une personne ou d’un objet d’un point à l’autre, mais aussi sa mobilité virtuelle. C’est donc l’occasion d’expérimenter certaines nouveautés, de rencontrer d’autres personnes et d’échanger avec elles, de ressentir des émotions. À Tokyo 2020, nous voulons capter l’imaginaire des spectateurs en fournissant des robots d’assistance afin de participer à la réussite des jeux. »

Les robots utilisés aux JO de Tokyo 2020 se présenteront sous différentes formes

Robot-mascotte Tokyo 2020 : Miraitowa / Someity

Pour faire de ces Jeux les plus innovants et les plus évolués techniquement de l'histoire, le Comité d’organisation et Toyota travaillent à l’élaboration d’un « robot-mascotte ». Parmi ses tâches, outre l’accueil des athlètes et des invités sur les sites officiels, Toyota réfléchit actuellement à un moyen inédit de faire apprécier les Jeux aux enfants grâce à ce robot-mascotte. Il pourra effectuer certains mouvements des bras par l’intermédiaire d’un robot distant et interagir avec les humains par retour d’effort Par le biais d’une caméra montée sur sa tête, le robot peut reconnaître la présence de personnes à proximité, puis répondre par différentes expressions des yeux. Tout son corps est équipé d’articulations miniaturisées qui assurent la souplesse des mouvements commandés ; le robot est utilisable en toute sécurité et possède de nombreuses fonctionnalités.

T-HR3 (robot humanoïde)

Par l’intermédiaire des robots T-HR3 et mascotte, des personnes trop éloignées pour être physiquement présentes sur place pourront interagir avec les athlètes. Concrètement, les robots T-HR3 des sites officiels seront capables de reproduire les mouvements d’un robot-mascotte situé ailleurs, quasiment en temps réel. Outre la réception des sons et des images, les utilisateurs de ces robots pourront aussi dialoguer et échanger par gestes – notamment avec des athlètes, par exemple en « topant » de la main, comme s’ils étaient vraiment là.

T-TR1 (robot de télécommunication)

T-TR1 est un robot de mobilité virtuelle/téléprésence développé par le Toyota Research Institute aux États-Unis. Il est équipé d’un grand écran quasiment de taille humaine et coiffé d’une caméra. En affichant l’image d’un utilisateur distant, le robot aidera la personne en question à se sentir physiquement plus présente sur les lieux, un site sportif par exemple. Avec le T-TR1, Toyota donne aux personnes qui sont dans l’incapacité physique d’assister à un événement tel que les Jeux la chance d’y participer virtuellement par l’intermédiaire d’un écran, et de tenir une conversation.

Robot d’assistance HSR / Robot-serveur DSR

Concernant une partie des places réservées aux fauteuils roulants au stade olympique, le robot d’assistance Toyota HSR (Human Support Robot) guidera les spectateurs jusqu’à leur emplacement. Il pourra aussi acheminer une collation ou un petit achat, ce qui leur permettra de suivre les compétitions l’esprit serein. En outre, le robot-serveur Toyota DSR (Deliver Support Robot), spécialement conçu pour Tokyo 2020, apportera directement aux spectateurs les articles qu’ils auront commandés – boissons ou autres – à partir d’une tablette dédiée. Lors des épreuves d’athlétisme, ces robots devraient servir plus de 1 000 spectateurs en fauteuil roulant (500 places environ lors des Jeux Olympiques et autant pour les Jeux Paralympiques, en 16 rangées de 32 places).

Robot Ramasseur FSR (Field Support Robot)

Au stade olympique, des robots spécialisés et dotés de fonctions autonomes interviendront lors des épreuves de lancer (javelot par exemple). Le Field Support Robot suivra le personnel de service tout en déterminant le parcours idéal afin d’éviter les éventuels obstacles, pour récupérer et rapporter les projectiles utilisés par les athlètes. Dans ces tâches, le robot FSR permettra à la fois de gagner du temps et d’alléger le travail du personnel lors des épreuves.

Toyota et Tokyo 2020 vont travailler avec l’Association Internationale des Fédérations d’Athlétisme dans le cadre du développement du robot FSR.

« Le développement de la partie Chauffeur privilégie une conduite entièrement autonome, où le facteur humain est pour l’essentiel absent de l’équation, soit dans tous les environnements, soit dans des zones définies » explique Ryan Eustice, Senior Vice President de la conduite automatisée au TRI. « En revanche, Guardian est conçu pour amplifier les performances du conducteur mais sans le remplacer. L’arrivée de la nouvelle plateforme P4 dans notre flotte au printemps permettra d’accélérer le développement sur ces deux fronts. »

Le P4 bénéficie des dernières technologies employées par Lexus tant en terme de châssis que de direction, ce qui offre un surcroit d’agilité et permet un comportement plus réactif ainsi que des manœuvres plus fluides dans le cadre de la conduite automatisée.

Le P4 est équipé de deux caméras supplémentaires pour améliorer la perception de l’environnement latéral et de deux nouveaux capteurs d’images – un dirigé vers l’avant, l’autre vers l’arrière – conçus spécialement pour les véhicules autonomes. Les capteurs d’images sont utilisés de manière à tirer parti d’une large gamme dynamique (HDR). Le système de radar a été optimisé pour élargir le champ de vision, en particulier dans le périmètre immédiat du véhicule. Le système de détection LIDAR doté de huit capteurs, qui équipait déjà le précédent véhicule d’essai, Platform 3.0, est reconduit et adapté au nouveau design du véhicule.

Le P4 est un véhicule expérimental beaucoup plus perfectionné que son prédécesseur. Bénéficiant d’une puissance de calcul supérieure, ses systèmes peuvent exécuter en parallèle un plus grand nombre d’algorithmes d’apprentissage pour une évolution plus rapide. Les informations des capteurs sont donc traitées plus rapidement, au bénéfice d’une réactivité accrue à l’environnement du véhicule. L’alimentation du système informatique est désormais totalement assurée par la batterie hybride du véhicule tandis que la batterie 12 V sert uniquement d’alimentation de secours.

La centrale de calcul, logée dans le coffre, véritable « cerveau » du système de conduite automatisée, a été repensée. Désormais insérée verticalement contre la cloison de la banquette arrière, elle se rabat pour permettre l’accès à ses circuits. Cette configuration libère la totalité du plancher du coffre pour le transport d’un chargement.

TRI a une nouvelle fois confié le design aux équipe du studio CALTY Design Research de la ville d’Ann Arbor, au Michigan.

« Nous avons adopté une approche holistique pour intégrer les éléments de conduite autonome dans le design de la nouvelle LS, » déclare Scott Roller, designer en chef de CALTY. « Le résultat est une surface fluide adoptant de la technologie avancée s’inspirant de loin de la science-fiction dans les séparations graphiques entre la forme et la fonction. »

Le centre de développement de prototypes de Toyota Motor North America R&D de York Township, dans le Michigan, produira les véhicules P4 à partir de modèles de série au printemps.

Le P4 sera présenté au public lors de la conférence de presse de Toyota au CES, le 7 janvier à 22h heure française. Dans le cadre de cet événement, Dr. Gill Pratt, PDG de TRI, exposera les dernières avancées technologiques de la conduite automatisée Guardian.

Les médias pourront également découvrir le P4 sur le stand Lexus au Cobo Center de Détroit pendant les journées presse du North American International Auto Show les 14 et 15 janvier.

« En construisant notre propre circuit d’essais, nous pouvons l’adapter spécifiquement à nos besoins et avancer à grands pas, en particulier concernant les capacités du mode de conduite assistée Toyota Guardian », commente Ryan Eustice, vice-président de TRI en charge de la conduite automatisée. « Ce nouveau site nous donnera la liberté de personnaliser les scénarios d’essai afin de repousser les limites de nos technologies et de progresser dans la conception d’un véhicule conduit par un humain, mais incapable de provoquer un accident.

Le centre d’essais de TRI sera construit à l’intérieur du périmètre de la piste d’essai du parc, un anneau de 2,8 km. Il intégrera des simulations d’embouteillages urbains, des revêtements glissants ainsi qu’un tronçon de route à quatre voies et séparateur central, doté de bretelles d’accès et de sortie à haute vitesse.

TRI, qui loue le terrain au MITRP, prend en charge les études, la construction et la maintenance future des installations. En outre, il aura accès à l’anneau ainsi qu’à d’autres installations et prestations sur place, mises à la disposition des clients par le parc. Ce nouveau centre renforcera les moyens d’essais en circuit fermé de TRI, en s’ajoutant aux partenariats déjà noués en Californie avec GoMentum Station (une ancienne base militaire) et, dans le Michigan, avec Mcity (une ville artificielle) et l’American Center for Mobility.

« Nous nous réjouissons de ce partenariat avec TRI », déclare Mike Jones, président du MITRP, « et nous sommes convaincus qu’il sera profitable aux deux parties. »

Le site sert de terrain d’essais automobiles depuis 1968, date de sa création par un équipementier. Ce parc technologique de 136 hectares a été revendu en 2010 à un entrepreneur privé, qui l’exploite désormais en le proposant à des constructeurs de voitures, d’utilitaires, de véhicules tout-terrain et à des équipementiers, afin d’y réaliser des essais et des développements techniques poussés.

« Une fois de plus, notre équipe a fait rapidement progresser les capacités de notre véhicule autonome expérimental », commente Gill Pratt, PDG de TRI et associé de Toyota Motor Corporation (TMC). « Pour passer au stade supérieur, nous avons fait appel à l’expertise de Toyota en matière de conception et de réalisation, afin de créer une plateforme susceptible de faire office de modèle en termes de fonction et de forme. »

Concernant le développement, TRI a suivi trois principes fondamentaux : (1) Augmenter les capacités de perception pour en faire la référence des véhicules autonomes ; (2) Intégrer les équipements de détection à la silhouette de la voiture par un design original, élégant et fluide ; (3) Aménager les dispositifs de conduite autonome de sorte que la configuration soit facile à reproduire à l’échelle d’une flotte.

TECHNOLOGIES DE DÉTECTION

Avec la Platform 3.0, la recherche TRI en matière de conduite autonome arrive à maturité. La nouvelle phase d’expérimentation consiste maintenant à affiner la configuration et les performances des capteurs, afin d’améliorer sensiblement la compréhension du monde qui entoure la voiture.

Ses multiples détecteurs en font l’un des véhicules autonomes expérimentaux les plus sensibles actuellement en circulation. Le radar laser LIDAR de Luminar, d’une portée de 200 mètres et qui opérait uniquement vers l’avant sur la plateforme antérieure, couvre désormais un périmètre de 360°. Il doit cette faculté à quatre têtes de balayage LIDAR haute définition qui détectent précisément les objets alentour, y compris les objets sombres difficiles à percevoir.

Des capteurs LIDAR de courte portée sont en outre placés en partie basse des quatre côtés du véhicule : un dans chaque aile avant et un sur les boucliers avant et arrière. Ils sont capables de détecter les objets de petite dimension et de faible hauteur à proximité de la voiture – un enfant ou des débris sur la chaussée par exemple. La nouvelle plateforme est conçue pour intégrer de futures technologies innovantes, à mesure de leur émergence.

DESIGN

Afin de compacter et dissimuler les capteurs et caméras, TRI a sollicité les talents du bureau de style CALTY Design Research (Ann Arbor, Michigan) et des ingénieurs de Toyota Motor North America Research and Development (TMNA R&D). Ils ont mis au point un nouveau panneau de toit résistant aux variations de température et aux intempéries, en exploitant judicieusement la place disponible dans le compartiment du toit panoramique pour réduire la hauteur hors tout. Ce dispositif ingénieux débarrasse le toit de toutes les pièces rapportées et remplace le capteur LIDAR en forme de « seau tournant », qui caractérisait jusqu’à présent les véhicules autonomes expérimentaux.

Pour donner au module de toit un aspect plus familier, qualifié de minimalisme intelligent, CALTY s’est inspiré des casques de motocross. Sur l’avant, il présente un aspect high-tech mais devient plus fluide, plus aérodynamique vers l’arrière où il se fond dans les contours de la LS. Le panneau est rehaussé d’une baguette chromée qui court sur les flancs pour rejoindre la ligne de toit.

« Le rôle des designers automobiles a évolué » explique Scott Roller, designer en chef chez CALTY, qui a travaillé sur le projet. « Il s’agit désormais d’optimiser la forme des dispositifs de conduite autonome et de réfléchir à la meilleure façon de les intégrer au véhicule, vis-à-vis du conducteur et des passagers. Pour nous, il est très intéressant d’harmoniser l’intégration des composants aux lignes de la voiture. »

L’architecture informatique responsable du fonctionnement des composants automatisés, qui occupait auparavant la quasi-totalité du coffre, a elle aussi été revue. L’électronique et le câblage sont désormais rassemblés dans un petit boîtier orné du logo TRI éclairé par des LED.

PRODUCTION

La production des véhicules Platform 3.0 débutera au printemps. Ils seront fabriqués à partir de Lexus LS de série par le Centre de développement de prototypes situé au siège de TMNA R&D à York (Michigan), spécialiste des productions spéciales en série limitée.

Le volume de production est volontairement faible afin de pouvoir adapter en permanence la plateforme, compte tenu de la rapidité des progrès de TRI dans sa mise à jour. Trois grandes mises à jour sont déjà intervenues en moins d’un an, dont deux modèles d’essai de nouvelle génération, et TRI prévoit des développements continus à un rythme rapide.

Une partie des véhicules d’essai sera équipée du poste de conduite à doubles commandes inauguré par TRI l’été dernier. Cette configuration permettra de tester la version Guardian de la conduite autonome et d’expérimenter des méthodes de transfert du contrôle du véhicule entre le conducteur humain et le pilote automatique, tout en laissant à un second conducteur humain la possibilité de reprendre la main en cas de nécessité. Les véhicules à un seul poste de conduite, comme celui qui sera exposé au CES, serviront à tester le mode Chauffeur, c’est-à-dire l’automatisation complète.

Les deux véhicules d’essai Gardian et Chauffeur utilisent le même ensemble de capteurs et de caméras, ainsi que des logiciels semblables.

Pour assister à la conférence de presse, rendez-vous à partir de 18h (heure française) sur : https://livestream.com/Toyota/CES2018

À propos du Toyota Research Institute

Filiale à 100 % de Toyota Motor North America, le Toyota Research Institute est placé sous la direction de Gill Pratt. L’entreprise, fondée en 2015, vise à renforcer la structure de recherche de Toyota et s’est donné quatre missions initiales : 1) améliorer la sécurité des véhicules ; 2) rendre la voiture plus accessible aux personnes qui sont actuellement dans l’incapacité de conduire ; 3) aider Toyota à transposer son expertise de la mobilité extérieure à des solutions de mobilité intérieure et 4) accélérer les découvertes scientifiques en appliquant des techniques issues de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique. Basé aux États-Unis, TRI possède des bureaux à Los Altos (Californie), Cambridge (Massachusetts) et Ann Arbor (Michigan). Informations complémentaires sur le site http://tri.global .

La blockchain est une technologie de transmission d’informations vers un réseau d’ordinateurs indépendants, appelés distributed ledgers (registres distribués), qui sécurise la transaction et protège les droits d’auteur liés aux données communiquées. TRI est convaincu qu’elle peut instaurer la transparence et la confiance entre les utilisateurs, réduire le risque de fraude et diminuer – voire supprimer – les frais de transaction tels que les commissions ou suppléments appliqués par les organismes tiers.

« La mise au point de véhicules autonomes sûrs et fiables nécessitera peut-être les données de centaines de milliards de miles de conduite manuelle, » explique Chris Ballinger, directeur des services mobilité et directeur financier de TRI. « La blockchain et les registres distribués permettraient la mise en commun des données provenant d’automobilistes, de gestionnaires de flotte et de constructeurs, pour atteindre plus rapidement cet objectif et bénéficier ainsi de la sécurité, de l’efficacité et du confort de la conduite autonome. ».

Via une politique de logiciels à code source ouvert, TRI crée un consortium d’utilisateurs en espérant inciter d’autres constructeurs de véhicules autonomes et prestataires de solutions de mobilité à adopter plus vite la blockchain. TRI invite les partenaires actuels et futurs à s’associer au développement d’applications de la technologie BC/DL liées aux données et services automobiles.

Outre MIT ML, TRI travaille avec différents partenaires sur des applications et démonstrations dans trois domaines : le partage de données de conduite et d’essai, les transactions d’autopartage et de covoiturage ainsi que les primes d’assurance basées sur l’usage.

Partage de données de conduite et d’essai : grâce à la blockchain, particuliers et sociétés peuvent échanger et monnayer sans risque leurs informations de conduite, et accéder aux données fournies par d’autres sur un marché sécurisé. Ce système est comparable à l’Open Music Initiative, une démarche également basée sur la blockchain afin de créer des droits d’auteur numériques dans l’industrie de la musique. Les véhicules modernes perçoivent de mieux en mieux leur environnement par le biais de capteurs embarqués et sont de plus en plus reliés au Cloud, à l’infrastructure routière et à d’autres véhicules – autant d’éléments qui génèrent d’impressionnantes quantités de précieuses données. La technologie BC/DL offre la possibilité de partager des données de conduite et des résultats d’essai de véhicules autonomes dans un cadre qui en préserve la propriété.

Transactions d’autopartage et de covoiturage : les outils basés sur la BC/DL permettent aussi aux propriétaires d’un véhicule d’en tirer profit en proposant le transport à titre onéreux d’un passager, d’un colis et même la location du véhicule. La blockchain est capable de stocker les données relatives à l’utilisation du véhicule, son propriétaire, ses conducteurs et passagers. Ce profil peut faciliter la passation d’un « contrat à l’amiable » entre les deux parties et son règlement sans recourir à un intermédiaire financier, d’où une économie sur la commission. Le système permet aussi de commander à distance certaines fonctions du véhicule, comme verrouiller/déverrouiller les portes ou démarrer/couper le moteur.

Prime d’assurance basée sur l’usage : la blockchain pourrait aussi induire certaines économies sur la prime d’assurance. En autorisant les capteurs embarqués à collecter les données de conduite et à les enregistrer dans une blockchain, l’automobiliste pourrait prétendre à une réduction de prime en offrant à sa compagnie d’assurance plus de transparence (donc un moindre risque de fraude), et en lui dévoilant ses données de conduite afin d’attester par les chiffres sa prudence au volant.

« Je me réjouis que Toyota mène cette initiative basée sur la blockchain pour créer une plateforme ouverte où les utilisateurs pourront gérer leur données de conduite, » commente Neha Narula, Directeur de Digital Currency Initiative au MIT Media Lab. « Nous espérons que d’autres acteurs du secteur s’y joindront pour progresser vers la réalisation de véhicules autonomes sûrs et fiables. »

Partenaires de TRI : BigchainDB, société berlinoise, conçoit l’infrastructure d’échange des données de conduite et des résultats d’essai de véhicules autonomes ; Oaken Innovations, basée à Dallas et Toronto, développe une application P2P (pair à pair) destinée à l’autopartage, à l’accès au véhicule et au paiement via un nouveau jeton « spécial mobilité » ; Commuterz, startup israélienne, étudie avec TRI une solution P2P de covoiturage ; à Los Angeles, Gem élabore avec Toyota Insurance Management Solutions (TIMS, coentreprise Toyota d’assurance automobile exploitant la télématique) et Aioi Nissay Dowa Insurance Services un système de primes basé sur l’usage du véhicule. Chaque partenaire est expert sur son marché ou dans son domaine de recherche.

Aux États-Unis, TRI crée en outre avec Toyota Financial Services (TFS) des outils financiers connexes.

TRI et ses partenaires ont annoncé cette nouvelle thématique de recherche à l’occasion de Consensus 2017, le sommet annuel consacré à la blockchain qui se tient actuellement à New York.

À propos du Toyota Research Institute

Le Toyota Research Institute est une filiale à 100 % de Toyota North America dirigée par Gill Pratt. Créé en 2015, TRI a pour objectif de renforcer la structure de recherche de Toyota et a reçu quatre mandats initiaux : 1) améliorer la sécurité des voitures ; 2) rendre la conduite accessible à ceux qui en sont actuellement privés ; 3) transposer l’expertise de Toyota dans les technologies de mobilité extérieure vers les solutions de mobilité intérieure ; 4) accélérer les découvertes scientifiques en appliquant des techniques issues de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique. TRI est implanté aux USA avec des bureaux à Los Altos en Californie, à Cambridge dans le Massachusetts et à Ann Arbor dans le Michigan.

Pour plus d’informations, rendez-vous sur www.tri.global