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Flash mob de robots à Harvard

Plus de mille mini robots se sont rassemblés pour former la figure qu’on leur a indiquée : ce "flash mob" inédit a été déclenché par deux laboratoires de l’université Harvard, qui ont ainsi démontré qu’une troupe nombreuse de robots pouvait réaliser une tâche complexe de manière coopérative, sans intervention humaine.
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Flash mob de robots à Harvard
Flash mob de robots à Harvard

Ils sont malhabiles, leur intelligence est limitée, ils ne communiquent qu’avec leurs voisins immédiats, mais ensemble ils se débrouillent pour s’assembler en créant une forme relativement complexe comme une étoile ou la lettre K. Les 1024 mini robots créés à l’université d’Harvard démontrent comment un grand nombre de robots très simples peuvent réaliser une tâche complexe grâce à un comportement coopératif.

En un sens, les chercheurs d’Harvard n’ont rien inventé : ils ont pris exemple sur la nature, où l’on trouve de nombreux exemples de systèmes organisés qui résultent de l’auto-assemblage de milliers ou millions d’individus très simples : la croissance des cristaux, les organismes multicellulaires, mais aussi les colonies de fourmis qui fabriquent des ponts...  Sur ce principe de l’intelligence coopérative, plusieurs laboratoires ont testé des petits robots qui réalisent ensemble des opérations, sans intervention humaine. Les chercheurs d’Harvard eux-mêmes avaient déjà mis au travail une petite équipe de robots termites.

Mais la grande nouveauté, cette fois, c’est d’avoir lancé un milliers de robots sur une tâche commune. Chaque robot de la taille d’une pièce de monnaie, doté d’un système rudimentaire de déplacement sur 3 pattes, d’un émetteur - récepteur infrarouge pour communiquer avec ses voisins, et d’un microcontrôleur, reçoit au départ une image de la forme à réaliser, et un logiciel pour interagir avec les autres. Ensuite il se débrouille, en coopération avec ses voisins, pour la réaliser, sans autre intervention ni système pour superviser l’ensemble. Les robots n’ont aucune idée de leur position, et ne connaissent que la distance qui les sépare de leurs voisins immédiats. Mais ça marche !

La difficulté vient du nombre de robots autonomes : à cette échelle, les erreurs, pannes, et événements statistiquement rares (robots isolés...) risquent de bloquer toute l’opération. Les chercheurs ont donc ajouté, dans les algorithmes qui régissent les interactions entre les robots, des techniques qui permettent d’éviter les embouteillages, de corriger collectivement les erreurs de mesure… 

Pour l’équipe d’Harvard, ces résultats, tout juste publiés dans la revue Science, démontrent que des systèmes robotiques coopératifs à grande échelle peuvent fonctionner physiquement, et non plus seulement, comme c’était le cas jusqu’ici, en simulation sur ordinateur. Leurs pistes de recherche pour la suite ? Continuer à travailler sur les algorithmes capables de détecter et corriger les dysfonctionnements dans les colonies de robots, et créer de nouveaux robots capables de s’accrocher physiquement les uns aux autres pour former des structures stables, comme le font les fourmis. Ajoutons une suggestion : sans doute faudrait-il aussi parvenir à accélérer le mouvement, car la "flash mob" de robots, pour le moment, prend tout de même une dizaine d’heures...

Thierry Lucas

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