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Posté par Redbran le Samedi 30/09/2017 à 12:00
Des robots à système nerveux fusionnable

© E-SWARM
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 (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) décentralisé et l'auto-organisation (L'auto-organisation est un phénomène de mise en ordre croissant, et allant en sens inverse de l'augmentation de l'entropie; au prix bien entendu d'une dissipation d'énergie qui servira à maintenir cette...). Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) 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.

Les robots sont souvent contrôlés par des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…. On fait...) et des actionneurs reliés à une unité centrale, qui représentent une sorte de système nerveux (Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle le fonctionnement...) robotique. Ces robots présentent généralement une souplesse limitée du fait que ces systèmes nerveux correspondent strictement à la forme du robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement dangereuses, pénibles,...). La mise au point (Graphie) 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 (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de leur durée de vie (La vie est le nom donné :) 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 (Commande : terme utilisé dans de nombreux domaines, généralement il désigne un ordre ou un souhait impératif.) distribuée, ont restreint la coordination et le contrôle des robots modulaires, qui ne peuvent adopter qu'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) 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 (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...).

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 (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) 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 (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) 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, voir: site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World...) du projet

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Source: CORDIS-Europa