Des jouets pour enseigner la programmation informatique : Gaute Munch, Erik Hansen et leur équipe, finalistes du Prix de l’inventeur européen 2018
- L'équipe d'inventeurs danois est nommée pour le prix de l'Office européen des brevets (OEB) dans la catégorie «Industrie» pour avoir développé des kits ludiques de programmation
- Leur invention a permis à des millions d'enfants de découvrir les fondamentaux de la programmation informatique
- Benoît Battistelli, Président de l'OEB : «Cette invention favorise la compréhension de la technologie et ne peut qu'être à l'origine de nouvelles vocations pour les métiers de la high-tech, en Europe et ailleurs dans le monde.»
Munich, le 24 avril 2018 - Les danois Gaute Munch, Erik Hansen et leur équipe ont trouvé un moyen d'enseigner aux jeunes les fondamentaux du codage informatique et de la robotique. Mise sur le marché 1998 par le géant du jouet danois LEGO sous le nom de MINDSTORMS®, leur invention permet de construire des robots programmables qui vivent et apprennent grâce à une interface de programmation et des capteurs numériques. Cette gamme de jouets a mis des technologies sophistiquées à la portée des enfants et du public non initié.
Pour cette réalisation, Gaute Munch, Erik Hansen et leur équipe ont été nommés finalistes du Prix de l'inventeur européen 2018 dans la catégorie « Industrie ». Les lauréats de cette nouvelle édition du Prix de l'innovation décerné chaque année par l'Office européen des brevets (OEB) seront annoncés lors d'une cérémonie qui aura lieu à Paris (Saint-Germain-en-Laye), le 7 juin prochain.
« Cette invention favorise la compréhension de la technologie et ne peut qu'être à l'origine de nouvelles vocations pour les métiers de la high-tech en Europe », a déclaré le Président de l'OEB, Benoît Battistelli, lors de l'annonce des finalistes du Prix de l'inventeur européen. « La robotique a longtemps été réservée aux initiés et aux scientifiques, mais ces jouets programmables permettent aux jeunes et aux personnes créatives d'inventer à leur tour. »
Un grand classique adapté à l'ère informatique
Ces inventeurs danois sont membres d'une équipe internationale qui a fait évoluer l'un des jouets les plus populaires au monde, le LEGO®, en créant des petits robots programmables. Dès 1949, LEGO a commencé à produire ses fameuses briques. Ces dernières ont été brevetées en 1958 ce qui a aidé l'entreprise danoise à devenir depuis l'un des 3 plus grands fabricants de jouets au monde. La tâche de Gaute Munch, Erik Hansen et leurs collaborateurs a été de les marier à l'informatique pour les faire passer à l'ère de l'information.
L'équipe est partie des recherches faites ensemble par LEGO et le Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Boston, qui avaient permis de créer, en 1994, un mini-ordinateur baptisé la « Brique Programmable MIT». D'une longueur équivalente à dix plots de la brique classique de LEGO et d'une largeur de sept, le mini-ordinateur était capable de gérer huit capteurs et de contrôler en simultanée 4 accessoires (moteurs, commutateurs...) pour faire bouger les bras du robot. Pour programmer ce mini-PC, les scientifiques ont utilisé un langage code texte appelé Brick Logo.
La brique programmable restait néanmoins réservée aux informaticiens, disposant à la fois des connaissances en programmation et d'un équipement professionnel. Voilà pourquoi, en 1997, LEGO a confié à une équipe de 15 personnes la tâche de créer une version grand public de ce mini-ordinateur. Même les enfants devaient être capables de le programmer.
C'est à cette époque que Gaute Munch, un passionné d'ingénierie électrique, et Erik Hansen qui, lui, avait fait des inventions dans le domaine informatique en travaillant avec l'équipe du MIT, se sont associés.
L'équipe danoise a rapidement progressé et déposé plusieurs brevets, en collaboration avec ses collègues américains. Ils ont commencé par remplacer le langage de programmation texte trop compliqué par une interface graphique facile à utiliser pour les enfants. Ils ont ensuite créé un mini-ordinateur intégré à des briques LEGO appelé le RCX.
« Cerveau » de l'automate, le RCX est relié à un PC via un « pont » infrarouge. Ce lien permet au RCX d'apprendre les comportements créés dans le programme et de les reproduire dans le monde réel. Pour permettre aux utilisateurs de contrôler l'engin même sans un PC, les inventeurs ont imaginé d'en programmer les fonctions à l'aide d'impulsions lumineuses. Cela permet aux utilisateurs d'apprendre les bases de la programmation informatique, y compris ce que l'on appelle les routines SI/ALORS. Par exemple « si » un capteur se déclenche, « alors » le RCX va mettre en route un moteur qui fait bouger le bras du robot.
Apprendre aux programmateurs de demain
Avant l'arrivée du LEGO MINDSTORMS, les classes de robotique étaient très rares dans les écoles. À peine un an après son lancement, LEGO a commencé à travailler avec des établissements secondaires afin que ses robots jouets soient utilisés dans les cours de sciences. L'idée était d'aider les enfants à acquérir des compétences en « instruisant » eux-mêmes leurs propres robots. En 1998, l'entreprise a entamé un partenariat avec l'organisation caritative américaine For Inspiration and Recognition of Science and Technology (FIRST) pour distribuer des robots dans 200 écoles. Ce programme a rapidement pris une dimension internationale dans le cadre de la FIRST LEGO League (FLL). Les équipes participantes y apprennent à utiliser les sciences, la technologie et les concepts mathématiques pour chercher et développer des solutions adaptées au monde réel, notamment dans les domaines de la sécurité alimentaire, le recyclage ou l'énergie. En 2017, plus de 200 000 étudiants et quelque 30 000 équipes dans le monde ont ainsi imaginé des concepts de robots.
Comme la demande en programmateurs ira croissante en Europe, c'est une excellente initiative que d'éveiller la curiosité des enfants avec des jouets informatisés. Un rapport récent constate que 40% de la population de l'UE a des capacités « insuffisantes » dans le domaine digital et que même 22% de la population n'en a aucune. Alors que le secteur des technologies de l'information crée 120 000 nouveaux emplois par an, l'Europe risque de manquer de plus de 756 000 personnes qualifiées dans ce domaine d'ici à 2020. Selon les créateurs du programme de robotique LEGO, celui-ci a déjà produit ses premiers effets car, disent-il, ils rencontrent de plus en plus d'étudiants dans les universités techniques dont la vocation a été éveillée par ces fameux jouets.
Un phénomène global
Basé à Billund au Danemark, LEGO compte parmi les trois plus gros fabricants de jouets au monde, un marché global qui pèse plus de 70 milliards d'euros par an. Dans son rapport annuel de 2017, l'entreprise a annoncé un chiffre d'affaires de 4,7 milliards d'euros ainsi qu'un nombre d'employés dans le monde de 17 534 . À ce jour, LEGO a vendu plus de 200 milliards de briques dans 120 pays. Selon Erik Hansen, les robots jouets ont joué un rôle clé dans le récent succès de la marque.
En évolution constante, la collection des LEGO MINDSTORMS en est à sa troisième génération. Elle a obtenu de nombreux prix, dont celui du « Jeu éducatif de l'année » au Salon du jouet de New York. Les inventions brevetées de Gaute Munch, Erik Hansen et de leur équipe sont fondamentales dans le succès de ce qui est devenu une plate-forme technologique à part entière. Les brevets ont aussi servi à lancer d'autres jouets programmables LEGO qui, eux aussi, obéissent aux utilisateurs grâce à des capteurs sensoriels.
Conserver une curiosité juvénile
Diplômé en ingénierie électrique de l'Université de Aarhus, Gaute Munch a toujours aimé travailler avec les jeunes et cela bien avant de concevoir des jeux éducatifs chez LEGO. Ce marin expérimenté, qui a traversé l'Atlantique et navigué dans les îles Caraïbes entre 1984 et 1989, a ainsi embarqué des jeunes sur des projets en mer après son retour au Danemark. Aujourd'hui Directeur des technologies avancées chez LEGO System, il participe souvent à des événements éducatifs et des compétitions organisées autour de LEGO MINDSTORMS. Il aime aussi se mêler à des groupes de recherche tests en compagnie de jeunes utilisateurs. « C'est vraiment plaisant de voir de belles choses émerger avec les gamins et tous ceux qui s'amusent à inventer », souligne-t-il.
Erik Hansen, ingénieur en électricité et diplômé en business innovation, a fait sa première invention alors qu'il était encore un jeune garçon. Il avait conçu un emporte-pièce, construit avec un vieux filtre à huile de tracteur Ferguson, que sa mère utilise toujours. Au LEGO Creative Play Lab, il développe une nouvelle génération de jeux scientifiques en collaborant avec des universités et des entreprises high-tech. Fan de bricolage, il s'est construit dans sa ferme un système de chauffage basse consommation contrôlé par un robot LEGO MINDSTORMS. « C'est une passion et un privilège fantastique d'avoir contribué à la création de jouets qui donnent envie d'apprendre à des millions d'enfants et leur préparent leur avenir », dit-il de son travail.
Ressources additionnelles
Accédez aux brevets:
EP1146941 , EP1148921, EP2217341, EP2032227
Des laboratoires de recherches aux magasins de jouets
Initiée au Media Lab du Massachusetts Institute of Technology (MIT), la gamme LEGO MINDSTORMS a créé un lien entre la recherche universitaire et le marché du jouet grand public. Ce n'est pas une première : d'autres jouets populaires sont issus d'expériences scientifiques. Citons le pistolet à eau Super soaker de la marque Nerf, la pâte à modeler Play-Doh et le Rubik's Cube que le Hongrois Erno Rubik - un ancien membre du jury du Prix de l'inventeur européen avait conçu pour enseigner la géométrie dans l'espace.
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