L'apprentissage par imitation permet aux robots d'apprendre par démonstration. Un humain effectue une tâche, et le robot apprend à la reproduire. Au lieu de programmer chaque mouvement, le robot observe et imite. C'est ainsi que les humains apprennent les uns des autres, et cette méthode devient un outil puissant en robotique.

La forme la plus simple est le clonage comportemental. Le robot enregistre les actions de l'humain et apprend à les reproduire. Cette méthode fonctionne pour les tâches simples, mais échoue lorsque le robot est confronté à une situation inédite. Des méthodes plus avancées utilisent l'apprentissage par renforcement inverse : le robot déduit alors l'objectif de la démonstration et apprend une fonction de récompense. D'autres méthodes encore utilisent l'apprentissage avec peu d'exemples pour généraliser à partir d'un nombre restreint de cas.

Là où l'apprentissage par imitation est utile

• Tâches d'assemblage nécessitant un contrôle précis de la force.
• Les tâches en cuisine comme trancher et verser.
• Conduite et navigation.
• sutures chirurgicales et manipulation des instruments.
• Des tâches difficiles à décrire mais faciles à démontrer.

L'apprentissage par imitation ne remplace pas la programmation, il la complète. Un robot peut apprendre les mouvements généraux à partir d'une démonstration et les détails précis par essais et erreurs. Le défi réside dans les données. Collecter des démonstrations de haute qualité est fastidieux. Les systèmes de téléopération avec retour haptique facilitent cette tâche. La simulation permet au robot de s'exercer sur des milliers de variations. L'idéal serait un robot capable d'observer un humain une seule fois et de reproduire la tâche de manière fiable. Cet idéal se rapproche, mais n'est pas encore une réalité.