Une équipe de chercheurs de l'Université électrotechnique de Saint-Pétersbourg (ETU-LETI) et de l'Université fédérale de l'Oural (URFU) a récemment créé une nouvelle configuration robotique pour la peinture réaliste en niveaux de gris. Le développeur principal du projet, Dr Artur Karimov, est un artiste professionnel fasciné par la possibilité d'explorer de nouvelles frontières dans l'art en utilisant la technologie.

« Lors de la mise en œuvre de l'apprentissage par projet, nous, à l'ETU-LETI, essayons de choisir les problèmes de recherche les plus difficiles et les plus pertinents, " Denis Butusov, l'un des chercheurs qui a mené l'étude, a déclaré TechXplore. « Développer un robot capable de créer des objets artistiques à l'image de l'humain est un grand défi pour les chercheurs en robotique et en intelligence artificielle. Cette idée est venue de nos étudiants, qui se sont inspirés du caractère original et interdisciplinaire d'un tel projet. Notre objectif n'était pas seulement de créer du matériel et des logiciels pour le peintre robotique, mais aussi pour estimer l'impact culturel et social possible de peindre des robots."

Les progrès de la technologie numérique et de la robotique ont ouvert des possibilités fascinantes pour les artistes, ouvrant la voie à de nouvelles formes d'art. Plusieurs études ont ainsi tenté de fusionner la technologie et l'art de manière innovante, par le développement de systèmes interactifs et améliorés par machine à des fins créatives.

À ce jour, les chercheurs ont développé de nombreux robots de peinture avancés, dont certains peuvent produire des peintures qui ressemblent à celles réalisées par des artistes humains. Malgré ces résultats prometteurs, le rendu des couleurs de haute qualité reste un défi majeur dans le développement des peintres robotiques. Pour relever ce défi, les chercheurs de l'ETU-LETI et de l'URFU ont équipé leur robot de peinture d'un dispositif de mélange de peinture unique capable d'améliorer le rendu des tons et des couleurs. En outre, ils ont développé un nouvel algorithme pour le rendu pictural conçu pour aider davantage leur peintre robotique.

"Aujourd'hui, alors que les robots et les ordinateurs transforment tous les domaines de notre vie, l'art visuel change aussi, " a déclaré le Dr Karimov. " Nous pensons que les machines pourraient créer des peintures pas pires que les humains si nous leur apprenons à imiter les remplissages et l'individualité artistique dans leurs œuvres. Dans les années 1950, Alan Turing a conjecturé qu'il est possible de créer une machine indiscernable d'un humain en conversation. Nous pensons qu'il est possible de construire un robot de peinture capable de créer des peintures qui, une fois exposé au public, seront confondus avec les œuvres d'artistes humains.

Le peintre robotique imaginé par le Dr Karimov, Butusov et leurs collègues est une machine CNC 3-DoF équipée d'une brosse, un dispositif de mélange de peinture et un bloc pompe à seringue pour complément de peinture. Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé leur robot pour peindre en monochrome avec des peintures acryliques en noir et blanc.

"La partie la plus intéressante et la plus nouvelle de notre machine à peindre est un bloc de pompes à peinture précises qui est connecté à un pinceau d'origine, " expliqua Butusov. " Tout ce matériel est installé sur un châssis de machine à coordonnées. "

Contrairement aux robots de peinture similaires, qui sont conçues pour mélanger les peintures primaires sur une palette artistique ou directement sur la toile, ce nouveau robot mélange les peintures à l'aide d'un petit mélangeur unique connecté à un pinceau creux. Finalement, cela lui permet de peindre plus rapidement, produire des peintures de meilleure qualité. Les chercheurs ont également développé un algorithme de rendu pictural qui améliore encore la qualité des œuvres d'art du robot.

"L'idée principale de notre algorithme de rendu pictural est de trouver des dégradés de luminosité dans une image et d'appliquer des coups de pinceau perpendiculairement à eux, " a déclaré le Dr Karimov. " Dans la peinture académique, c'est ce que l'on appelle souvent « appliquer des coups de pinceau le long d'une forme ». »

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé leur robot nouvellement développé pour créer des œuvres d'art réalistes, qui sont essentiellement des reproductions artistiques d'images sources. Ils ont ensuite effectué des tests pour évaluer la précision du rendu des tons dans les peintures de leur robot.

« Nous avons prouvé que notre approche pour le mélange de peinture à la volée est fructueuse et avancée, " a déclaré le Dr Karimov. "Aujourd'hui, notre machine peint avec succès des images en niveaux de gris avec une esthétique apparente automatiquement, sans aucune aide humaine."

Lors des premiers tests, la machine à peindre développée par le Dr Karimov, Butusov et leurs collègues ont rendu une gamme complète de tons de gris avec une erreur quadratique moyenne de 5,7 % dans l'espace colorimétrique RVB. À l'avenir, leur dispositif de mélange de peinture et leur algorithme de rendu pictural pourraient aider à améliorer le rendu des tons dans les peintures créées par des machines.

"La principale conclusion pratique de notre étude est qu'aujourd'hui, la mécanique standard est suffisante pour construire un robot capable d'effectuer le test de Turing artistique, " Butusov a dit. " Cependant, la partie la plus laborieuse et la plus complexe des robots reste leur logiciel. Nous proposons ici un nouvel algorithme de rendu pictural permettant de construire des cartes vectorielles à partir d'images sources rastérisées."

Dans leur étude récente, les chercheurs n'ont pas pu surmonter les problèmes liés à la rétroaction visuelle. Pour lutter efficacement contre ces problèmes, ils auraient besoin de faire des ajustements au logiciel et au matériel de leur robot. Selon Boudousov, cette tâche sera très probablement confiée à une future génération de chercheurs de l'ETU-LETI.

"D'abord, nous allons améliorer notre robot pour mettre en œuvre la peinture en couleur, " a déclaré le Dr Karimov. "Nous prévoyons également de concevoir une nouvelle version de la machine adaptée à des fins commerciales."

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