Des robots qui naviguent comme des animaux : la fin du GPS dans les missions périlleuses
Auteur: Mathieu Gagnon
Quand le GPS lâche : le dilemme des environnements hostiles
Leur objectif? Créer un système de navigation qui soit aussi résilient, aussi adaptable, que celui d’un animal qui doit trouver sa nourriture ou son chemin pour migrer, qu’il pleuve, qu’il vente ou qu’il soit dans l’obscurité totale. Franchement, c’est une idée brillante, même si elle semble relever de la science-fiction.
L'inspiration biologique : la « dégénérescence » comme secret de la robustesse
Ce mot barbare signifie, en gros, que si un sens échoue (si la vue est compromise, par exemple), d’autres sens, qui se chevauchent fonctionnellement, prennent immédiatement le relais. Ce n’est pas une simple roue de secours, mais un ensemble de stratégies multiples, non identiques, qui travaillent en harmonie. Les chercheurs ont donc décidé de mélanger les meilleures stratégies de trois groupes d’animaux pour créer un système unifié et « neuromorphique » (qui imite le fonctionnement du cerveau).
Un système en trois parties : insectes, oiseaux et rongeurs
- L’intégrateur de chemin inspiré des insectes : Il fonctionne comme un « compteur de pas » interne extrêmement fiable. Construit avec un réseau neuronal artificiel, il permet au robot de se souvenir de chaque mouvement qu’il effectue, lui donnant un sens de la position relatif sans avoir besoin de cartes externes.
- Le système de fusion multisensorielle inspiré des oiseaux : Pensez aux oiseaux migrateurs. Ils utilisent plusieurs indices à la fois. Ce système combine dynamiquement les données d’un magnétomètre quantique (pour le champ magnétique), d’une boussole à polarisation (pour le soleil ou la lumière) et de la vision. S’il y a un pépin sur la vision, les autres capteurs prennent le relais immédiatement, utilisant ce qu’on appelle un filtre bayésien.
- Le système de cartographie inspiré des rongeurs : Ici, on imite l’hippocampe, la zone du cerveau des rongeurs responsable de la mémoire spatiale. Le système est économe en énergie car il ne met à jour la carte que lorsqu’il détecte des repères « saillants » (importants). Pas besoin de tout cartographier en permanence, ce qui est une sacrée économie de ressources!
Des performances bluffantes : moins de dérive et plus d'autonomie
Le nouveau système a montré une réduction de 41 % de la dérive positionnelle. Cela veut dire que le robot se trompe beaucoup moins sur l’endroit où il pense être. Mais ce n’est pas tout : il est jusqu’à 60 % plus économe en énergie, ce qui est capital pour les longues missions. Et le meilleur dans l’histoire, c’est sa robustesse : en cas de défaillance d’un capteur (si la caméra principale devient aveugle, par exemple), le robot a réussi à rétablir sa position précise en seulement trois secondes. Une récupération 83 % plus rapide que les systèmes habituels! C’est ça, la magie de la « dégénérescence ».
Vers des applications cruciales pour notre monde
On parle bien sûr des missions de réponse aux catastrophes, comme naviguer dans des bâtiments effondrés pour chercher des survivants. Mais aussi de l’exploration planétaire sur Mars ou même des missions dans les profondeurs de l’océan, où le GPS, on s’en doute, est totalement inutile. C’est la capacité d’apporter une « fluidité écologique » aux machines, leur permettant de s’adapter naturellement à leur environnement, un peu comme nous le faisons tous les jours sans y penser.
L'étape suivante : intégrer l'apprentissage continu
L’équipe vise désormais à intégrer l’apprentissage continu directement dans le matériel, peut-être via des technologies émergentes. Enfin, ils souhaitent étendre la portée du système à des environnements de l’ordre du kilomètre, ce qui nécessitera de trouver des moyens encore plus efficaces d’organiser la mémoire spatiale du robot. Le but ultime? Créer des robots qui ne se contentent pas d’imiter, mais qui incarnent l’intelligence biologique dans sa capacité à apprendre et à évoluer.
Un avenir moins dépendant des signaux
C’est une étape majeure vers des machines véritablement indépendantes, prêtes à opérer dans les zones les plus difficiles, sans l’ombre d’un signal GPS. L’avenir de la robotique est décidément plus « animal » qu’on ne le pensait!
Selon la source : techxplore.com