Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Posté par Publication le Lundi 17/02/2014 à 00:00
Les robots imitent les termites
Dans les plaines de la Namibie, des millions de minuscules termites construisent un monticule de terre, un «poumon» de 8 mètres de haut pour leur nid souterrain. Au cours d'une année de construction, de nombreuses termites vivent, meurent, le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et...) et la pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol. Il s'agit d'un...) agressent la structure de leur construction, mais le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration...) de survie de la colonie va se poursuivre.

Projet "TERMES" - Illustration Harvard lab
Inspiré par la résilience des termites et de leur intelligence collective, une équipe de scientifiques et d'ingénieurs informaticiens de la Harvard School of Engineering and Applied Sciences (Harvard SEAS ) et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter...) Wyss pour le génie biologique ont créé une équipe de construction robotique autonome. La caractéristique essentielle c'est qu'un tel système n'a pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes...) de hiérarchie ni de structure de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou la...) pour fonctionner. Il utilise des robots simples, qui coopèrent en modifiant leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels,...).

Le projet "TERMES" de Haward démontre que les systèmes collectifs de robots peuvent construire des structures complexes en 3D sans nécessiter une hiérarchie de commandement centralisée, ni de planification (La planification est la programmation d'actions et d'opérations à mener) des tâches. Les résultats du projet qui a duré quatre ans ont été présentés à la rencontre annuelle de l' AAAS 2014 et publiés dans le numéro du 14 février de la revue Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris,...).

Les "robots-termites" peuvent construire des tours, des châteaux et des pyramides en briques de mousse, en érigeant des escaliers qui leur permettent d'atteindre les niveaux supérieurs et en ajoutant des briques partout où elles sont nécessaires. Dans l'avenir, les chercheurs assurent que des robots similaires pourraient poser des sacs de sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches dont la dimension est comprise entre 0,063 et 2 mm.) en prévision d'une inondation (Le terme inondation fait traditionnellement référence au débordement d'un cours d'eau qui submerge les terrains voisins. Il doit évidemment être étendu aux...) ou même effectuer des tâches simples de construction sur Mars.

"A l’exemple des termites, l'idée est que le groupe peut faire des tâches complexes, sans un superviseur et sans une coordination supérieure, mais juste en modifiant leur environnement, », explique Radhika Nagpal proffesseur à Havard.

La plupart des projets de construction humains sont effectués par des ouvriers qualifiés qui travaillent dans une organisation (Une organisation est) hiérarchisée. «Normalement, au début, vous avez un plan détaillé et la façon de l'exécuter, le contremaître dirige et surveille le travail de ses équipes» explique Justin Werfel de l'Institut Wyss.

Dans les colonies d'insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement...), ce n'est pas la reine qui donne les instructions individuelles. Chaque termite ne sait pas ce que les autres termites font et où en est l'état de finition de la termitière. Cependant, les termites se fondent sur ??un concept connu sous le nom stigmergie, une sorte de communication implicite, un moyen de communication entre des entités auto-organisées. Dans un tel concept, les individus communiquent entre eux en modifiant leur environnement. Ils observent les changements de chacun sur l'environnement et agissent en conséquence.

L'équipe de Nagpal et Kirstin Petersen de l'Institut Wysss'est se sont inspirés de la stigmergie pour la conception des "robots termites". Ces robots avec seulement quatre capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension...) et trois actionneurs peuvent effectuer toutes les tâches de construction nécessaires: la réalisation des blocs, montage de la structure, fixation des blocs, et ainsi de suite...

Les vidéos ci- dessous montrent que les robots coopèrent pour construire plusieurs types de structures, et même pour récupérer des changements inattendus des structures en cours de construction.

La première vidéo ci-dessous donne un bref aperçu du projet pour le grand public.


La deuxième vidéo montre les différents aspects d'un "robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement...) termite" (nommé Kali), y compris la locomotion et l'escalade, la navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) autonome, les blocs de levage, et enfin la construction autonome d'un escalier (L’escalier est une construction architecturale constituée d'une suite régulière de marches, les degrés, permettant d'accéder à un étage, de passer d'un niveau à un autre en...) de 10 blocs.


"Lorsque de nombreux agents se réunissent, qu'ils soient termites, abeilles, ou robots, souvent un comportement intéressant de niveau supérieur apparaît, comportement difficile à imaginer en observant le composant individuellement", a déclaré Werfel. "D'une manière générale, nous cherchons à comprendre ce qui se passe au niveau bas des agents individuels, et de voir ce qui les relie à ces comportements collectifs."

«Les robots et les briques ont été conçus dans le but de rendre le système aussi minimaliste et fiable que possible", a déclaré Petersen. "Non seulement cela aide à rendre le système plus solide, il simplifie aussi beaucoup la quantité de calcul nécessaire au processeur (Le processeur, ou CPU (de l'anglais Central Processing Unit, « Unité centrale de traitement »), est le composant de l'ordinateur qui exécute les programmes informatiques. Avec la mémoire...) embarqué. L'idée n'est pas seulement de réduire le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'erreurs, mais plus encore de les détecter et les corriger avant qu'elles n'entrainent d'autres complications qui pourraient être fatales à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) du système ".

Le système actuel se compose de robots mobiles simples mais autonomes, et de blocs passifs spécialisés. Le robot est capable de manipuler des blocs pour construire des structures de grande taille, ainsi que de se déplacer sur et autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres...) des structures qu'il construit. Le contrôle multi-robots permet à de nombreux robots qui s'activent simultanément de coopérer de manière décentralisée pour construire une structure définie par l'utilisateur, en travaillant à partir d’instructions simples préalablement programmées sur chaque robot.
Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS