- Les chiens guides traditionnels sont rares, coûteux et longs à dresser, laissant des millions de personnes malvoyantes dans le monde entier sans soutien.
- De nouveaux projets de robots guides combinent capteurs, intelligence artificielle et GPS pour guider les utilisateurs, décrire leur environnement et améliorer leur autonomie.
- De Lysa au Brésil aux prototypes en Chine, en Espagne et aux États-Unis, les chiens robots sont envisagés comme une alternative ou un complément aux chiens guides.
- La production de masse et l'apprentissage par renforcement laissent entrevoir des solutions plus accessibles et évolutives, tout en plaçant la sécurité de l'utilisateur au premier plan.
Depuis des décennies, les personnes malvoyantes s'appuient sur la canne blanche et les chiens guides traditionnels pour se déplacer en toute sécurité, mais la technologie transforme rapidement ce contexte. Partout dans le monde, des projets de chiens robots et de robots guides voient le jour, offrant une alternative plus accessible, plus facilement déployable et, dans certains cas, plus précise aux animaux d'assistance.
Cette nouvelle génération de robots assistants pour personnes aveugles combine des capteurs avancés, l'intelligence artificielle , le GPS et la reconnaissance vocale pour guider les utilisateurs, détecter les obstacles, interpréter l'environnement et même « converser » avec la personne accompagnée. Du Brésil à la Chine, en passant par l'Espagne, les États-Unis et l'Australie, des prototypes très différents sont testés : certains sont équipés de roues et ressemblent à des valises, d'autres à de véritables chiens robots quadrupèdes, et il en existe également à six pattes pour une stabilité accrue.
Pourquoi a-t-on besoin de chiens robots comme guides pour les aveugles ?
L'une des principales causes de cette tendance est la pénurie considérable de chiens guides par rapport au nombre de personnes qui en ont besoin. Rien qu'en Espagne, on compte près d'un million de personnes souffrant d'une déficience visuelle, alors qu'il n'existe qu'environ 957 chiens guides actifs pour les accompagner au quotidien.
À l'échelle mondiale, l' Organisation mondiale de la santé estime qu'environ 314 millions de personnes souffrent d'une déficience visuelle importante, dont près de 45 millions sont aveugles. Face à ces chiffres, un modèle reposant uniquement sur des chiens dressés s'avère manifestement insuffisant, même dans les pays dotés de programmes bien établis et subventionnés.
Le problème ne réside pas seulement dans la quantité, mais aussi dans le coût et le temps de formation . Dresser un chien guide exige environ deux à trois ans de travail spécialisé, et seulement la moitié des animaux qui entament ce processus le mènent à terme. Dans des pays comme l'Espagne, le coût total par chien peut avoisiner les 30 000 €, bien qu'il soit souvent pris en charge par des organismes comme l'ONCE (Organisation nationale espagnole des aveugles) ; ailleurs, il se situe autour de 50 000 $ par chien guide.
Au Brésil, la situation n'est guère plus encourageante : on estime à seulement 200 le nombre de chiens guides actifs pour environ 6,5 millions de personnes malvoyantes. En Chine, le déséquilibre est encore plus frappant : environ 400 chiens guides pour plus de 17 millions de personnes aveugles, dans un contexte où la possession d'animaux d'assistance est relativement récente et où de nombreux lieux de travail, restaurants et espaces publics ne sont pas particulièrement adaptés aux animaux.
Face à cette situation, de nombreux chercheurs et entrepreneurs se sont posé une question très directe : si la formation et l’entretien d’un chien guide sont si lents, coûteux et limités , pourquoi ne pas développer une alternative robotique qui puisse être produite en masse, devenir moins chère au fil du temps et toucher un public beaucoup plus large ?
LYSA : le robot guide à roues né au Brésil
L'un des projets les plus aboutis et concrets est Lysa , un robot guide développé par la start-up brésilienne Vixsystem. Il ne ressemble pas à un chien, mais plutôt à une petite valise munie d'une poignée rétractable et de roulettes. Il pèse environ 4 kilos et mesure environ 40 centimètres de haut. Sa conception vise à permettre à une personne malvoyante de saisir la poignée et de se déplacer comme si elle tirait un chariot léger.
Lysa est initialement conçue pour les environnements intérieurs tels que les centres commerciaux, les magasins et les aéroports, et des tests ont déjà été entamés dans les États d'Espírito Santo, de Rio de Janeiro et de São Paulo. Pour fonctionner, le robot combine un logiciel spécialisé, une application mobile, l'intelligence artificielle, un réseau de capteurs, une caméra et un système laser Lidar, ce qui lui permet de détecter la lumière et de mesurer les distances avec une grande précision.
Grâce à cet ensemble de technologies, le robot est capable de cartographier son environnement, de calculer des itinéraires et de guider l'utilisateur jusqu'à sa destination. Durant le trajet, Lysa fournit des indications sonores et cinétiques, permettant à l'utilisateur de percevoir les mouvements du robot et d'entendre des instructions claires sur le chemin à suivre.
Selon son créateur, l'informaticien Nedinalva de Araújo Sellin, Lysa détecte et évite non seulement les obstacles au niveau du sol, mais aussi ceux situés à mi-hauteur ou au-dessus de la tête de l'utilisateur, comme les branches d'arbres ou les pots de fleurs suspendus, souvent à l'origine de nombreux accidents avec les cannes classiques . De plus, le robot identifie la présence d'une personne ou d'un groupe de personnes devant lui et adapte son comportement en conséquence.
Sellin compare Lysa aux cannes dites intelligentes déjà disponibles sur le marché, soulignant que le robot offre un guidage plus précis et un niveau d'« intelligence » supérieur. Alors que la canne se limite à la détection d'obstacles, le robot comprend la configuration de l'environnement, calcule des itinéraires, interprète la présence d'autres éléments et transmet toutes ces informations à l'utilisateur de manière organisée.
Dans sa phase actuelle, le robot est commercialisé pour une utilisation en intérieur au prix d'environ 15 000 reais , et la société a commencé à recevoir des commandes, tant pour les unités vendues que pour celles prêtées à des clients à des fins de tests pilotes. S'agissant d'une technologie novatrice, de nombreuses organisations préfèrent la tester en profondeur avant d'effectuer des achats importants ; c'est pourquoi Vixsystem combine la vente directe avec des accords d'évaluation.
L’histoire de Lysa a commencé beaucoup plus modestement en 2011, lorsque Sellin enseignait la robotique dans un lycée public de la commune de Serra, dans l’agglomération de Vitória. Constatant le besoin réel et urgent de solutions de mobilité pour les personnes malvoyantes, elle et ses élèves ont assemblé un premier prototype artisanal à partir de pièces d’autres robots et l’ont testé auprès d’une vingtaine de personnes aveugles afin de recueillir leurs impressions.
Bien que ce premier prototype fût loin d'être un produit fini, de nombreux participants étaient prêts à l'acheter tel quel, confirmant ainsi l'existence d'une forte demande non satisfaite . Forte de ce constat, l'entrepreneuse a obtenu divers financements, à commencer par un projet du Conseil national de développement scientifique et technologique (CNPq) en 2014, qui lui a permis d'embaucher deux chercheurs titulaires d'un master – l'un en génie électronique et l'autre en informatique – afin de perfectionner la conception.
Au cours des années suivantes, plusieurs prototypes ont été fabriqués et de multiples phases de validation ont été menées auprès de plus de 200 personnes malvoyantes , dont les retours ont été intégrés au concept final de Lysa. En 2017, la participation de Sellin à la version brésilienne de l'émission télévisée Shark Tank lui a permis de remporter 200 000 réaux et, plus important encore, une visibilité médiatique qui a facilité sa recherche de financements supplémentaires.
Vixsystem a également obtenu des financements de l'Agence de financement des études et des projets (Finep) et de la Fondation pour le soutien à la recherche scientifique et à l'innovation d'Espírito Santo (FAPESP). En 2021, le projet a franchi une étape importante en étant sélectionné pour le Programme de recherche innovante pour les petites entreprises (PIPE) de la FAPESP , dans le cadre d'un appel à projets stratégique relatif à Internet, en collaboration avec le ministère de la Science, de la Technologie et de l'Innovation (MCTI), le ministère des Communications (MCom) et le Comité directeur brésilien de l'Internet (CGI.br).
Grâce à ce coup de pouce, l'entreprise travaille sur une version extérieure de Lysa , équipée d'un GPS et conçue pour circuler sur la voie publique. Le défi technique est ici plus important, car le robot doit composer avec l'absence de trottoirs, les intersections, les terrains accidentés et une grande variété de situations urbaines. Sellin reconnaît que le manque de trottoirs clairement délimités est l'un des principaux obstacles à surmonter avant que le système ne soit véritablement opérationnel en milieu urbain.
Avantages et inconvénients par rapport aux chiens guides traditionnels
L'apparition de robots guides comme Lysa a suscité un débat intéressant dans le domaine du handicap visuel. De la Fondation Dorina Nowill pour les aveugles à São Paulo, l'avocat Marcelo Panico estime que l'idée d'un guide robotisé est très prometteuse , mais insiste sur la nécessité d'une évaluation rigoureuse, tant en termes de coût que d'implications sociales.
Les chiens guides bénéficient aujourd'hui d'une forte reconnaissance sociale et leur accès à divers environnements (transports, commerces, bâtiments publics, etc.) est garanti par la loi dans de nombreux pays. De plus, le lien affectif qui se tisse entre une personne aveugle et son chien guide a un impact direct sur son bien-être psychologique et son estime de soi — un lien difficilement reproductible par une machine.
Panico souligne qu'un chien guide est bien plus qu'une simple aide à la mobilité : c'est un compagnon constant , un soutien émotionnel et un facilitateur d'interactions sociales. Le simple fait que les gens s'approchent pour poser des questions sur le chien ou s'intéresser à la personne crée des interactions humaines qu'un robot, aussi sophistiqué soit-il, ne peut offrir de la même manière.
Parallèlement, l'avocat reconnaît que la disponibilité extrêmement limitée de chiens guides dans des pays comme le Brésil et la Chine exclut la grande majorité des personnes qui en ont besoin. Le coût de la formation, les longues listes d'attente et la difficulté à trouver des animaux adaptés font que beaucoup de personnes n'auront jamais accès à un véritable chien guide.
Par conséquent, plutôt que de remplacer complètement les chiens, de nombreux projets de robots guides sont conçus comme un complément ou une alternative pour les personnes qui ne peuvent pas avoir accès à un animal, ou comme une solution transitoire en attendant qu'un chien leur soit attribué. Certains suggèrent également que, dans certains contextes (par exemple, dans des intérieurs complexes ou pour des tâches impliquant la reconnaissance d'informations visuelles), le robot peut accomplir des fonctions qu'un chien n'est pas en mesure de réaliser.
Chiens robots quadrupèdes : de Boston Dynamics aux versions à bas coût
Dans le domaine des robots canins, le meilleur exemple au monde est Spot , le quadrupède développé par la société américaine Boston Dynamics. Ce robot a été la vedette de démonstrations spectaculaires lors de salons technologiques et est déjà utilisé dans des secteurs tels que la construction et l'exploitation minière pour des missions d'inspection et de reconnaissance en terrain difficile ou dangereux.
Spot se distingue par son étonnante mobilité : il monte les escaliers, se déplace sur des surfaces irrégulières, conserve son équilibre lorsqu’on le pousse et peut être équipé de caméras et de capteurs pour collecter des données. Cependant, son prix, qui dépasse 70 000 $ aux États-Unis, le rend totalement inaccessible à la plupart des utilisateurs et des institutions travaillant avec des personnes aveugles.
S'inspirant de ce modèle, plusieurs entreprises en Chine, au Japon et en Allemagne ont développé leurs propres robots quadrupèdes , certains à vocation plus industrielle et d'autres s'apparentant davantage à des jouets sophistiqués. Des versions chinoises beaucoup moins chères sont apparues sur le marché ; par exemple, Unitre Robotics commercialise six modèles de chien robot, le plus basique étant proposé à partir d'environ 2 700 $.
Cependant, ces appareils ne sont pas conçus comme des guides pour les personnes malvoyantes . Leurs principales utilisations sont la surveillance, l'inspection des tunnels et des espaces souterrains, la détection d'explosifs et d'autres fonctions de sécurité ou de maintenance. Pour les transformer en véritables guides, il faudrait repenser leur logiciel et leur interface utilisateur, et adapter leur fonctionnement aux besoins spécifiques des personnes aveugles.
Au Brésil, le chercheur Diego Renan Bruno, du Laboratoire de robotique mobile de l'Université de São Paulo (ICMC-USP), utilise Spot comme référence pour son propre projet de chien guide robotique . Avec son ancien étudiant Marcelo Assis, il a commencé à travailler en 2017 dans l'intérieur de l'État de São Paulo, dans la municipalité de Catanduva, développant des prototypes qui ont évolué au fil du temps.
Leur première version a été conçue de manière très artisanale, en réutilisant des pièces d'un vieil aspirateur. Plus tard, dans le cadre du programme de résidence de hackers Red Bull Basement, ils ont développé un deuxième prototype en 2019, et ils prévoient maintenant une troisième itération : un robot à pattes, se rapprochant ainsi de l'idée classique du chien robot.
Bruno soutient que si l'on parle de « chien guide robotisé », celui-ci devrait se comporter comme un véritable chien guide, c'est-à-dire être capable de franchir des escaliers, des trottoirs et des terrains accidentés sans avoir besoin de rampes ou de surfaces parfaitement lisses. Selon lui, les robots à roues sont limités à des zones dont l'accessibilité est comparable à celle d'un fauteuil roulant, tandis qu'un quadrupède bien conçu pourrait accéder à un éventail d'environnements beaucoup plus large.
Le chien guide robotique chinois à six pattes : stabilité et reconnaissance vocale
En Chine, une équipe de l'École d'ingénierie mécanique de l' Université Jiao Tong de Shanghai développe un chien guide robotique très particulier. Ressemblant à un bouledogue anglais, mais légèrement plus large, il se distingue par ses six pattes au lieu de quatre – un choix de conception visant à optimiser sa stabilité et la fluidité de ses mouvements.
Son créateur, Gao Feng, explique que lorsque le robot lève trois de ses pattes pour avancer, les trois autres forment un trépied très stable , réduisant ainsi les secousses ressenties par la personne aveugle attachée à la sangle. L'objectif est d'offrir à l'utilisateur une expérience de déplacement fluide et confortable, sans à-coups brusques susceptibles de provoquer une insécurité.
Ce chien robot est équipé d'une batterie de capteurs et de caméras lui permettant de reconnaître son environnement, d'identifier les panneaux de signalisation, d'interpréter les feux de circulation et de détecter différents types d'obstacles. De plus, il intègre un système de reconnaissance vocale d'une précision supérieure à 90 % et un temps de réponse inférieur à une seconde, ce qui lui permet de réagir rapidement aux commandes vocales de l'utilisateur.
L'intelligence artificielle qui contrôle le robot gère la planification des itinéraires , interprète les commandes vocales et fournit des alertes audio en temps réel sur son environnement, des passages piétons aux intersections dangereuses à venir. Le système intègre également une interface de commande par laisse, similaire à celle utilisée avec un chien, pour ajuster la vitesse de marche ou indiquer les changements de direction.
Le projet fait actuellement l'objet de tests en extérieur , avec la participation active de personnes aveugles qui contribuent à peaufiner la motricité du robot et le naturel de ses commandes vocales (actuellement en chinois). Gao Feng envisage qu'une fois la phase expérimentale terminée, le dispositif puisse être produit en série, permettant ainsi de réduire progressivement son coût.
Gao compare lui-même cette vision à l'industrie automobile : un chien guide naturel nécessite des années de formation individualisée et son nombre est nécessairement limité, tandis qu'un robot pourrait être produit comme un bien industriel standard, ce qui créerait un marché potentiel de dizaines de millions d'unités pour répondre à la demande mondiale de guides pour les personnes aveugles.
Paws 2.0 à l'Université d'Alicante : un chien guide robotisé destiné à la compagnie
En Espagne, des progrès sont également réalisés dans ce domaine avec des projets comme Paws 2.0 , un petit robot quadrupède qui se promène actuellement sur le campus de l'Université d'Alicante aux côtés des étudiants et autres visiteurs. Son nom, qui signifie « petites pattes », témoigne des années de travail d'une équipe de recherche spécialisée dans les technologies pour les personnes handicapées.
Paws utilise des capteurs laser, similaires à ceux d'un aspirateur robot de type Roomba mais beaucoup plus puissants, associés à une technologie GPS de haute précision et à un traitement vidéo par intelligence artificielle. Grâce à cette configuration, il peut cartographier les itinéraires du campus, éviter les obstacles en temps réel et réaliser de petites prouesses qui impressionnent fortement ceux qui le voient à l'œuvre.
Les chercheurs expliquent que leur objectif n'est pas de remplacer les chiens guides traditionnels, mais plutôt de proposer un complément technologique utilisable en attendant l'attribution d'un véritable chien guide ou dans des environnements où la présence d'un animal n'est pas la solution la plus appropriée. En théorie, une fois le projet Paws pleinement développé, une personne aveugle pourrait bénéficier d'un assistant robotique en quelques jours seulement, au lieu d'attendre des années.
Au-delà de la simple indication d'itinéraire, le robot est conçu pour offrir des services supplémentaires : lire un menu au restaurant, identifier des produits au supermarché, localiser l'entrée d'un magasin ou encore estimer le nombre de personnes dans une pièce, entre autres. Il transmettra toutes ces informations via un haut-parleur intégré, devenant ainsi un véritable assistant vocal mobile.
L'un des avantages mis en avant par les responsables du projet est la grande précision de la géolocalisation GPS , qui permet de guider l'utilisateur vers des coordonnées précises (comme une porte particulière dans un bâtiment), chose qu'un chien guide traditionnel ne peut faire avec une telle précision. De plus, le robot apprend grâce à un réseau neuronal capable de reconnaître des motifs tels que les feux de circulation, les objets, les types de revêtements de sol ou les obstacles sur son chemin.
L'équipe de l'Université d'Alicante a déjà travaillé sur des solutions de vision par ordinateur pour les personnes aveugles, notamment une application qui, à partir d'une photo ou d'une vidéo, décrit l'environnement pour aider à localiser des objets ou à identifier des caractéristiques visuelles (par exemple, la couleur d'un vêtement). Cette technologie est désormais intégrée à Paws, avec un haut-parleur, pour offrir une assistance plus complète.
Si tout se déroule comme prévu, un prototype pleinement fonctionnel est attendu d'ici quelques années . Cependant, la commercialisation d'un produit à usage domestique pourrait être retardée de près d'une décennie en raison des procédures de certification, des tests en conditions réelles et de la mise à l'échelle industrielle. Ce projet est financé par l'Institut de recherche en informatique de l'Université d'Alicante et Synergy Tech, l'entreprise qui fabrique Paws 2.0 et d'autres robots aux fonctionnalités similaires.
Le chien guide robot de Binghamton (New York) : apprentissage par renforcement et « laisse intelligente »
Aux États-Unis, un groupe d'ingénieurs du département d'informatique de l'université de Binghamton , université d'État de New York, travaille également sur un chien guide robotisé conçu comme une alternative moins coûteuse, plus efficace et plus accessible.
L'équipe, dirigée par le professeur adjoint Shiqi Zhang et comprenant également le doctorant David DeFazio et l'étudiant de troisième année Eisuke Hirota, entraîne depuis environ un an un robot quadrupède doté d'un système de vision . Lors d'une démonstration dans les laboratoires de l'université, la machine a pu guider une personne dans un couloir, en répondant à la fois aux commandes vocales et aux tractions sur sa laisse.
Son approche repose sur une interface de courroie unique combinée à l'apprentissage par renforcement. Le robot est entraîné à interpréter la tension et la direction des tractions comme des signaux de commande, tandis que ses systèmes de vision et de navigation lui permettent d'éviter les obstacles, de maintenir une trajectoire sûre et d'adapter sa démarche.
Selon Zhang, après une dizaine d'heures d'entraînement avec le système développé, ils sont capables de créer des robots qui se déplacent de manière autonome, naviguent en intérieur , guident les personnes en évitant les obstacles et interprètent simultanément les tiraillements de laisse comme des instructions compréhensibles. Cela représente un gain de temps considérable par rapport aux deux à trois années de formation nécessaires pour un chien guide.
Le projet est encore loin d'une commercialisation, mais les premiers résultats indiquent qu'un chien robot de ce type pourrait réduire considérablement le temps et les coûts de formation par rapport aux chiens guides classiques. À moyen terme, l'équipe souhaite aller au-delà des commandes physiques et ajouter une interface en langage naturel.
DeFazio souligne que la prochaine étape consistera à doter le robot de la capacité de tenir une conversation contextuelle avec l'utilisateur, de comprendre des requêtes verbales complexes et d'y répondre de manière appropriée. L'équipe souhaite également intégrer ce qu'elle appelle la « désobéissance intelligente » : si une personne malvoyante ordonne au robot de se diriger vers une zone de circulation dangereuse, le système devra être capable de reconnaître le risque et de refuser d'obéir à cet ordre.
L'objectif final est que le chien robot devienne un assistant autonome responsable , capable d'interpréter les intentions de l'utilisateur tout en privilégiant la sécurité. Cela nécessitera encore plusieurs années de recherche et d'expérimentation en conditions réelles, mais les premières expériences laissent entrevoir la possibilité de développer des robots guides de plus en plus intelligents et intégrés à notre quotidien.
Par ailleurs, le contraste entre le coût et le temps nécessaires à la formation d'un chien guide biologique — environ 30 000 euros ou plus et deux ou trois ans, avec un taux de réussite deux fois moindre — et les quelques heures de formation requises par le robot de Binghamton grâce à son système d'apprentissage par renforcement renforce l'idée que les chiens robots peuvent démocratiser l'accès à la mobilité assistée pour des millions de personnes.
Tout cet écosystème de robots guides et de chiens guides robotisés, de Lysa au Brésil aux prototypes en Chine, en Espagne et aux États-Unis, annonce un avenir où les personnes malvoyantes pourront choisir parmi des options très différentes : des compagnons à quatre pattes en chair et en os dotés d’une immense valeur émotionnelle, des robots à roues conçus pour l’intérieur, des quadrupèdes perfectionnés capables de se déplacer sur des terrains complexes et des systèmes hybrides qui combinent le meilleur de chaque monde pour offrir plus d’autonomie, de sécurité et de qualité de vie.
