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Swarms of self-assembling artefacts

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Des robots à assemblage automatique

L'intelligence en essaim est l'un des domaines de la recherche les plus intéressants qui étudie les capacités d'auto-organisation et d'auto-assemblage des insectes sociaux et d'autres sociétés animales. Inspirée par ces études, la robotique a exploité plusieurs de leurs principes en ingénierie, afin de mettre au point un artefact offrant de telles capacités.

Un artefact appelé système swarm-bot est constitué d'un certain nombre de robots plus simples, semblables à des insectes, les s-bots. La procédure qui permet à plusieurs s-bots de se connecter physiquement les uns aux autres pour former un swarm-bot, autrement dit l'auto-assemblage autonome, constitue l'une des caractéristiques les plus remarquables du système swarm-bot L'idée clé derrière cette technique repose sur le fait qu'un seul s-bot ne peut pas faire face à des situations difficiles exigeant un effort de collaboration réalisé par le système swarm-bot. L'auto-assemblage peut donc améliorer l'efficacité d'un ensemble de s-bots autonomes coopérant les uns avec les autres dans divers environnements complexes. Ainsi, l'auto-assemblage réduit le risque de chute lors d'un déplacement sur un terrain particulièrement accidenté. Il pourrait également s'avérer utile pour relier les deux côtés d'un fossé plus large qu'un s-bot, réduisant ainsi les risques de chute dedans. Un système swarm-bot pourrait également pousser/tirer un objet massif ou lourd plus facilement qu'un s-bot seul. La procédure d'auto-assemblage est déclenchée lorsqu'un s-bot allume ses voyants rouges, afin d'attirer les s-bots situés à proximité. Les s-bots s'approchent du s-bot dont les voyants rouges sont allumés et se connectent à celui-ci en saisissant l'anneau du s-bot à l'aide de leur outil de préhension. Une fois la connexion réussie, ils allument à leur tour leurs voyants pour attirer d'autres s-bots. Si l'approche est difficile, un mouvement de recul est effectué, suivi d'une nouvelle tentative d'approche. Les contrôleurs à auto-assemblage mis au point reposent sur un réseau neuronal de type perceptron et leurs poids respectifs ont été calculés à l'aide d'un algorithme évolutif. La synthèse de ces contrôleurs a été réalisée lors de la simulation de cinq s-bots fictifs avant d'être appliquée à des s-bots réels. Les résultats expérimentaux ont montré que la procédure était fiable en terme de contrôle de la connexion des s-bots les uns aux autres ou à des objets lumineux spéciaux (s-toys). La procédure offre en outre une grande évolutivité, puisque jusqu'à 16 s-bots ont subi avec succès les tests expérimentaux. Mais le plus important est qu'il s'agit d'une procédure robuste exerçant un contrôle sur des s-bots à assemblage automatique se déplaçant sur des terrains plats à modérément accidentés.

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