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Une nouvelle classe de robots plus performants que les machines actuelles ou que les organismes biologiques

L'intelligence distribuée fait référence aux systèmes naturels et artificiels composés de nombreux systèmes individuels dont la coordination repose sur un contrôle décentralisé et l'auto-organisation. Le projet financé par l'UE a conçu le premier système à auto-assemblage constitué de plusieurs robots présentant une coordination sensorimotrice équivalente à celles des robots monoblocs.
Une nouvelle classe de robots plus performants que les machines actuelles ou que les organismes biologiques
Les robots sont souvent contrôlés par des capteurs et des actionneurs reliés à une unité centrale, qui représentent une sorte de système nerveux robotique. Ces robots présentent généralement une souplesse limitée du fait que ces systèmes nerveux correspondent strictement à la forme du robot. La mise au point d'un système plus modulaire constitué de multiples unités permettrait d'améliorer la capacité d'adaptation. En effet, les robots pourraient, en principe, adapter leur morphologie tout au long de leur durée de vie plus facilement que les organismes naturels, avec des robots présentant différentes capacités, formes et tailles, et capables de se configurer selon les besoins.

Toutefois, les limites inhérentes aux formes prédéfinies pouvant être constituées par ces unités, ainsi que la dépendance vis à vis d'une commande distribuée, ont restreint la coordination et le contrôle des robots modulaires, qui ne peuvent adopter qu'un nombre limité de comportements induits par le câblage. L'équipe du projet E-SWARM, financé par l'UE, a récemment annoncé être parvenue à concevoir un système modulaire pouvant adapter son agencement et adopter de façon autonome une forme et une taille adaptées à la tâche ou à l'environnement.

Des robots à système nerveux fusionnable (MNS)

L'étude, publiée récemment dans la revue Nature Communications indique que le comportement de la plupart des robots modulaires actuels repose sur des principes de contrôle semblables à la signalisation biochimique d'organismes naturels simples tels que le myxomycète, un organisme unicellulaire capable de modifier la composition de son corps. Cependant, comme leurs homologues biologiques, ces robots sont dépourvus d'un système nerveux capable de réunir les différentes parties en un tout à la fois fonctionnel et adaptable. Cela signifie qu'en dépit de leur autonomie individuelle, leur coordination repose sur des approches distribuées.

L'équipe E-SWARM explique comment elle a créé des robots dont le corps et le système de contrôle ont constitué de nouveaux systèmes robotiques tout en conservant un contrôle sensorimoteur complet, indépendamment de leur forme et de leur taille. Dans ce système robotique à MNS, dont les unités sont reliées par le système nerveux du robot, l'unité centralisée chargée des prises de décision est appelée «unité cérébrale». Ces robots à système nerveux fusionnable ont pu fusionner en absorbant dans leur corps des unités dotées de capacités différentes pour former des groupes de plus grande taille avec un contrôle centralisé unique; ils sont fractionnés en plusieurs corps distincts dotés d'«unités cérébrales» indépendantes et s'autoréparent en retirant ou en remplaçant les pièces défectueuses, y compris les unités cérébrales dysfonctionnelles.

L'équipe a organisé une expérience portant sur dix unités robotiques. En appliquant des règles comportementales prédéfinies, ces unités ont formé une série de robots MNS de différentes tailles et formes. À titre d'exemple, les robots MNS ont tous présenté la même réaction sensorimotrice coordonnée à un stimulus impliquant de «désigner» le stimulus au moyen de diodes électroluminescentes (LED) et de s'en éloigner lorsque le stimulus était suffisamment proche. Lorsqu'un groupe d'unités pointe vers le stimulus, seules les LED les plus proches du stimulus s'éclairent, quelle que soit l'unité robotique à laquelle elles appartiennent.

Créer les robots adaptables de demain

Même si l'expérience a porté sur seulement 10 unités, l'auteur de l'article souligne que leur système a été conçu pour être adaptable, tant au niveau des ressources de calcul consacrées au contrôle robotique que du temps de réaction face au stimulus. L'équipe pense que les robots de demain seront probablement conçus de manière à privilégier l'adaptabilité à des tâches diverses et qu'ils ne seront plus exclusivement destinés à des tâches spécifiques.

L'équipe du projet cherche à présent à faire avancer le concept de robots modulaires auto-reconfigurables en les dotant de capacités tridimensionnelles, en concevant par exemple des articulations souples. Elle suggère que les avancées réalisées en matière de puissance et de techniques de calcul devraient permettre de rattraper les millions d'années d'évolution qui ont été nécessaires à la nature pour résoudre des problèmes de conception de même ordre.

Pour plus d'informations, veuillez consulter:
site web du projet

Source: D'après des rapports de presse et des informations sur le projet

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