Table des matières[Cacher][Montrer]
Lorsque les colonies de fourmis militaires recherchent de la nourriture ou des fournitures dans la forêt, elles rencontrent fréquemment des lacunes géographiques que les fourmis individuelles ne peuvent pas surmonter.
Ils construisent donc des ponts en utilisant eux-mêmes plutôt que des brindilles ou des feuilles. Sans chef clair en charge, les insectes décident d'une manière ou d'une autre de joindre leurs corps pour former un pont vivant qui permet à certaines des fourmis de passer et d'atteindre l'objet.
C'est l'intelligence en essaim, souvent appelée essaim d'intelligence artificielle. L'expression fait référence au comportement collectif coordonné et décentralisé d'agents biologiques ou artificiels qui agissent de concert pour atteindre des objectifs.
Les abeilles mellifères utilisent l'intelligence de l'essaim lorsqu'elles envoient des "abeilles éclaireuses" pour localiser de nouvelles colonies potentielles. Lorsque les oiseaux migrent vers les dortoirs et forment des troupeaux pour chercher de la nourriture, ils en sont le parfait exemple.
De plus, les poissons l'utilisent pour créer des bancs, ce qui leur donne des milliers d'yeux au lieu de seulement deux pour surveiller les prédateurs. En d'autres termes, il y a du pouvoir et de l'intelligence dans le nombre.
La discipline de la robotique en essaim, qui essaie de construire des groupes de robots de base qui travaillent ensemble de manière autonome pour exécuter des tâches qu'aucun des robots individuels ne pourrait probablement pas accomplir seul, est motivée par ces comportements animaux collectifs.
Les robots Swarm peuvent accomplir des tâches compliquées sans être coûteux ou très sophistiqués.
Au lieu de cela, des directives de base telles que "avancer vers une source de lumière" pourraient être attribuées par des algorithmes à chaque robot individuel. Puis, via les interactions des robots, des comportements sophistiqués peuvent se développer.
Mais dans d'autres situations, les robots ont plus de mal à présenter ces caractéristiques émergentes.
Cet article examinera de près la robotique en essaim, y compris ses caractéristiques, ses applications, etc.
Qu'est-ce que Swarm Robotics ?
La robotique en essaim est l'étude de la simplicité de la structure et du comportement des robots qui pourraient être construits pour garantir qu'un comportement collectif souhaitable émerge des interactions locales entre les robots et des interactions entre les robots et leur environnement.
La robotique en essaim, pour le dire simplement, est l'utilisation de nombreux robots travaillant ensemble pour résoudre des problèmes en développant des structures et des comportements avantageux comme ceux observés dans les systèmes naturels comme les essaims d'abeilles, d'oiseaux ou de poissons.
Les idées d'intelligence en essaim, ou le comportement collectif de systèmes décentralisés et auto-organisés, sont à la base de la discipline pratique de la robotique en essaim (naturelle ou artificielle).
La recherche sur l'intelligence des essaims est fortement influencée par les systèmes biologiques observés dans la nature, tels que les colonies de fourmis, les bancs de poissons, les volées d'oiseaux, etc.
Ces types d'essaims naturels contiennent des individus avec des compétences très limitées et peu de compréhension générale de l'activité ou de la communauté.
Cependant, les chercheurs ont montré que ces essaims peuvent présenter un comportement de groupe très complexe et intelligent grâce au contact local avec leurs voisins les plus proches et au transfert d'informations associé.
La robotique en essaim intègre ces caractéristiques et ces révélations. L'objectif est de créer des robots qui, à eux seuls, ont des structures et des comportements extrêmement basiques et sont incapables de réaliser l'activité requise.
Cependant, ces robots simples communiquent et travaillent ensemble en tant que groupe ou essaim pour effectuer la tâche requise, ce qui entraîne la formation d'un comportement d'essaim compliqué et pratique.
Les robots en essaim sont actuellement utilisés dans des activités militaires et exploratoires. Ils pourraient bientôt être présents dans des secteurs tels que l'exploitation minière et l'agriculture.
Comment fonctionnent les robots Swarm ?
Les robots en essaim mesurent souvent beaucoup moins que les robots autonomes standard (mais pas aussi petits qu'un nanobot).
Pour qu'une tâche soit accomplie, un essaim de robots, dont la taille peut varier de quelques dizaines à plus d'un millier, doit fonctionner parfaitement ensemble.
Ceci est accompli en utilisant un type d'organisation connu sous le nom d'"intelligence en essaim", qui favorise un haut niveau de flexibilité dans un système composé de nombreux individus mais contrôlé par aucun d'entre eux.
Ceci est basé sur des principes biologiques observés dans les troupeaux de certains insectes, animaux, volées d'oiseaux et même bancs de poissons.
Les robots en essaim tentent essentiellement d'imiter les capacités de ces créatures à afficher une activité collective en réponse à une stimulation externe et afin d'accomplir une tâche.
Un degré élevé de redondance des machines permet à un essaim robotique de fonctionner de la même manière, ce qui signifie que la perte d'un ou même de quelques robots n'affectera pas de manière significative la capacité de l'essaim à fonctionner dans son ensemble.
Pour cette raison, les robots en essaim peuvent être largement déployés dans une gamme de situations et se répartir de manière dynamique afin d'accomplir une tâche malgré les défis placés sur leur chemin.
Caractéristiques des robots Swarm
- L'essaim de robots doit être autonome et capable de détecter et de réagir à son environnement.
- L'essaim doit être homogène; il peut avoir plusieurs groupements, mais il ne devrait pas y en avoir un nombre excessif.
- Chaque tâche qu'un essaim de robots doit accomplir en tant qu'unité doit être prise en charge par un nombre suffisant de robots.
- Tous les robots doivent uniquement disposer de capacités de détection et de communication locales avec les voisins de leurs partenaires d'essaim. Cela garantit que la coordination de l'essaim est répartie et que le système est évolutif.
- Chaque robot de l'essaim doit être incompétent et inefficace pour atteindre son objectif principal ; ainsi, ils doivent travailler ensemble pour réussir et augmenter les performances.
Applications
Nous espérons pouvoir résoudre certains des problèmes les plus difficiles auxquels nous sommes actuellement confrontés grâce aux robots en essaim. Ils peuvent postuler créativité humaine à presque toutes les circonstances grâce à leur capacité à évoluer et à s'adapter à n'importe quel environnement.
Par exemple, de nombreuses recherches ont été menées à son sujet en tant que stratégie potentielle pour soutenir les écosystèmes défaillants face au changement climatique et à d'autres catastrophes naturelles.
La robotique en essaim a le potentiel d'être étendue pour produire des abeilles et des insectes synthétiques qui pourraient polliniser les cultures et d'autres plantes importantes pour assurer leur survie et éviter une catastrophe catastrophique.
Les tâches qui doivent être accomplies dans des endroits immenses ou non structurés où il n'y a pas d'infrastructure pouvant être utilisée pour gérer les robots, comme aucun réseau de communication accessible ou système de localisation global, sont un autre domaine d'application possible pour la robotique en essaim.
Les essaims de robots peuvent être utilisés pour ce type de tâches car ils peuvent fonctionner de manière indépendante sans l'aide d'aucune infrastructure ou coordination extérieure.
L'exploration planétaire sous-marine ou extraterrestre, la surveillance, le déminage et la recherche et le sauvetage sont quelques exemples d'emplois dans des environnements non structurés et immenses.
De plus, il a été suggéré que les techniques de robotique en essaim pourraient être utilisées pour remplacer presque entièrement les forces conventionnelles.
Sous la forme de drones autonomes, les robots ont déjà été largement utilisés par plusieurs forces aériennes à travers le monde, et la marine américaine a expérimenté des flottes robotiques capables de réagir instantanément aux menaces.
Heureusement, il existe d'autres applications beaucoup plus bénignes pour cette technologie. L'utilisation de robots en essaim pour gérer un réseau de véhicules terrestres ou aériens ou pour construire une mission exploratoire robuste pourrait ouvrir la voie à des véhicules autonomes.
Conclusion
En résumé, Swarm Robotics se développe et grandit, et des fonctionnalités telles que l'autonomie des robots, le contrôle décentralisé, la capacité de prise de décision en groupe, une tolérance élevée aux pannes, etc. rendent Swarm Robotics bien adapté pour résoudre des problèmes pratiques.
Les futures utilisations de la robotique en essaim comprendront la livraison ciblée de matériel, l'agriculture précise, l'impression 3D en essaim, la surveillance, la défense, les opérations de recherche et de sauvetage, et bien d'autres.
Rendre le processus de fabrication de l'essaim économiquement viable et développer une approche fiable pour construire l'algorithme de contrôle pour chaque membre de l'essaim sont deux des problèmes clés qui doivent être surmontés en cours de route.
Soyez sympa! Laissez un commentaire