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Quand la robotique s'inspire de la nature



Publié par La Rédaction le 12 Janvier 2015

Aujourd'hui, la biologie et la robotique s'unissent pour la conception d'appareils technologiques d'importance primordiale. Des chercheurs américains se penchent sur l'élaboration de drones autonomes inspirés de pigeons. Ces derniers seront bientôt capables d'éviter les obstacles. Ils évolueront dans des endroits variés, allant des grandes villes aux sombres forêts avec une parfaite discrétion.



(sous licence Creative Commons)
(sous licence Creative Commons)
Un projet d'envergure

Le Bureau de la recherche navale de la marine américaine consacre un budget de 5,7 millions d'euros pour la conception de cet engin autonome qu'est le drone oiseau. Reproduisant parfaitement les battements des ailes d'un pigeon, cet « aéronef » nouvelle génération pourra aisément se poser sur un porte-avion en mouvement ou sur la terre ferme de façon complètement indépendante. Sa ressemblance avec le pigeon n'est pas uniquement physionomique. À court terme, l'objectif principal de l'office of Naval Research est de permettre au robot d'éviter les obstacles comme un vrai volatile. Les recherches fonctionnent ainsi par étape. La première consiste à améliorer la vision du drone en mettant notamment au point des stratégies infaillibles pour que l'oiseau puisse différencier les objets qui peuvent barrer son passage du vide. La version antérieure de ce robot s'écrasait en effet au moindre obstacle. Le logiciel utilisé permettra par ailleurs au drone de capter les images des barrages et d'évaluer leur distance par rapport à sa vitesse d'envol et à la taille de l'objet. Comme les images captées seront floues au premier abord, l'oiseau sera à même d'éviter les obstacles à la toute dernière seconde. Les responsables de la vision du drone travaillent à l'université de New York. Parallèlement à toutes ces autres stratégies informatiques, ils souhaitent offrir au robot une vision proche du cortex visuel humain. Ils pourront ainsi classer les objets selon leur forme, leur taille et leur couleur.

Le drone oiseau, un robot capable de prendre des décisions

Grâce à l'ultra précision des informations visuelles acquises par le drone, il pourra dans un futur proche prendre des décisions sans l'intervention d'un informaticien. L'oiseau pourra ainsi relever les problèmes d'ambiguïté entre un obstacle réel et une ombre grâce aux groupes de pixels qu'il pourra distinguer. L'algorithme joue ainsi un rôle majeur dans la conception de ces robots intelligents. D'une manière générale, ils seront - au même titre qu'un être humain - capables de décider de dévier pour éviter un arbre ou un immeuble à une dizaine de mètres de distance. Dans un troisième temps, les chercheurs établiront des caméras de capture de mouvements pour que le drone apprenne à voler comme un vrai pigeon et pour qu'il puisse effectuer les manœuvres nécessaires pour se dévier d’un obstacle ou se poser. Les simulations numériques dévoilées récemment par le centre de recherches de la marine américaine font un état des lieux. L'oiseau lancé d'un avion recharge ses batteries de manière autonome. La vidéo démontre que le volatile observe longuement les véhicules douteux comme les fourgons et les minis vans aux vitres fumées. Il décide ensuite de déployer ses ailes pour poursuivre les individus. Le projet qui a vu le jour en 2010 devrait être effectif d'ici 2015. Élément clé du projet, le logiciel NeuFlow hardware est le seul procédé jusqu'alors doté de la puissance nécessaire pour offrir au drone toute son autonomie.

Les plus grosses têtes pensantes des universités américaines mobilisées

Le projet réunit sept groupes de chercheurs spécialisés dans plusieurs domaines de la haute technologie. Chacune des entités sollicitées travaille dans le domaine de l'apprentissage d'automatisme, du système de vision via ordinateur, de l'aérodynamique et des neurosciences pour performer le drone dans ses moindres mouvements. Les biologistes aident notamment les chercheurs dans l'étude des vols d'oiseaux pour que le comportement du robot soit le plus naturel possible. Les chercheurs sont notamment issus des universités de New York, de Stanford, de Californie et de Berkeley. Ils entreprennent divers calculs dont la finalité est d'apprendre au drone à reconnaître les objets. Les robots de la taille d'une corneille porteront une puce NeuFlow dotée de plusieurs algorithmes de perceptions informatiques. La puce NeuFlow est compatible avec une centaine de dispositifs fonctionnant maintes fois plus vite que ceux d'un ordinateur classique. Outre le pigeon, le bureau de la recherche navale de la marine américaine envisage également de créer des robots libellules qui auront la capacité de se coller contre une paroi verticale et de décider une infiltration lorsqu'une porte ou une fenêtre s'ouvre. Certains modèles « kamikazes » pourront décider d'exploser, pour neutraliser un individu ou un criminel embusqué, au cours de leurs différentes missions.