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Comment utiliser la puissance collective des mini-robots pour créer des motifs inspirés de la nature

Les scientifiques ont démontré comment des essaims de robots minuscules pouvaient être programmés comme des cellules pour former des formes ensemble en s’appuyant sur les interactions avec leurs voisins.

Économie numérique

Imaginez un avenir où des centaines ou des milliers de petits robots balayeront le terrain après une catastrophe naturelle. Imaginez-vous opéré(e) par des nano-robots qui pratiquent une chirurgie interne. Cela peut sembler tout droit sorti d’un film de science-fiction, mais un jour une telle technologie pourrait être disponible grâce à la recherche mettant en œuvre les principes biologiques de l’auto-organisation en robotique à essaims. Soutenus par le projet SWARM-ORGAN financé par l’UE, les scientifiques ont montré comment des centaines de mini-robots pouvaient utiliser les mécanismes génétiques et cellulaires régissant la morphogénèse biologique précoce. Leurs conclusions ont été publiées récemment dans la revue «Science Robotics». L’article explique le concept: «La morphogenèse permet à des millions de cellules de s’auto-organiser en structures complexes et prendre des formes fonctionnelles très variées pendant le développement embryonnaire. Ce processus émane des interactions locales de cellules sous le contrôle de circuits génétiques identiques dans chaque cellule, résistants au bruit intrinsèque, et capables de s’adapter à des environnements changeants.» Comme indiqué dans le même article, ces attributs offrent «de véritables opportunités dans les applications robotiques en essaim allant de la construction à l’exploration». Il conclut: «Les résultats montrent des essaims de 300 robots qui s’auto-construisent en des formes organiques et modulables, résistant aux dommages. C’est un pas vers l’émergence de la formation de formes fonctionnelles dans les essaims de robots suivant les principes de l’ingénierie morphogénétique auto-organisée.» La technologie humaine inspirée par la nature Cité dans un communiqué de presse d’«EurekAlert», le Dr James Sharpe, chef de l’unité de Barcelone du Laboratoire européen de biologie moléculaire, a déclaré: «Nous montrons qu’il est possible d’appliquer les concepts naturels d’auto-organisation à la technologie humaine comme les robots.» Le communiqué de presse explique le processus: «S’inspirant de la biologie, les robots stockent des morphogènes: des molécules virtuelles qui transportent l’information structurante. Les couleurs indiquent la concentration en morphogène de chaque robot: le vert indique des valeurs morphogènes très élevées, le bleu et le violet indiquent des valeurs inférieures, et aucune couleur n’indique une absence quasi-totale du morphogène dans le robot.» Les robots transmettent ces informations à leurs voisins par messagerie infrarouge. «En cela, les robots sont semblables à des cellules biologiques, car eux aussi ne peuvent communiquer directement qu’avec d’autres cellules physiquement proches d’eux. ... L’essaim prend différentes formes en déplaçant les robots des zones à faible concentration en morphogène vers les zones à forte concentration en morphogène – appelées “taches de turing”, ce qui conduit à la croissance de protubérances qui sortent de l’essaim.» Une vidéo présente la création de différentes formes dans ces essaims. L’équipe de recherche a également montré les propriétés d’auto-guérison de ces robots qui leur permettent de s’adapter aux dommages. Le projet SWARM-ORGAN (A theoretical framework for swarms of GRN-controlled agents which display adaptive tissue-like organisation) s’est terminé en 2016. Son objectif était «d’explorer de manière exhaustive une approche spécifique – à savoir l’utilisation des RRN (réseaux de régulation génétique) – comme méthode de contrôle potentiellement puissante pour ces systèmes», selon le site web du projet. Une équipe multidisciplinaire, composée d’experts aux profils variés, notamment en biologie des systèmes développementaux, en informatique, en robotique morphogénétique et en physique, a participé au projet. Pour plus d’informations, veuillez consulter : Site web du projet SWARM-ORGAN

Pays

Espagne

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