cedric sileo : ingénieur, intelligence artificielle, docteur en sciences

lundi | 20 novembre 2017

Les robots génétiques

Un robot du projet Golem. Sa solution pour avancer sur le sable est originale mais efficace.

Dites-lui « construis-moi un robot capable de monter un escalier » et, en utilisant seulement quelques composants simples et déjà existants, l’ordinateur, avec son algorithme « génétique », trouvera comment les assembler, à la manière d’un jeu de Lego. Il suffirait de disposer d’un système automatique d’assemblage – ce qui est déjà possible – pour créer une population de robots adaptatifs…

Au salon Euromold qui vient de se tenir à Francfort, Andreas Fischer et son équipe ont montré de curieux assemblages de tubes de quelques dizaines de centimètres de longueur, maintenus et articulés ensemble par des rotules. De multiples configurations sont possibles et l’ensemble peut devenir mobile à l’aide d’un soufflet dont certains tubes sont équipés. Il ne s’agit pas d’un nouveau jeu mais d’une présentation de recherches effectuées à l’institut d’ingénierie et d’automatisme (IPA) de l’Institut Fraunhofer. Ces robots, en effet, n’ont pas été conçus par un cerveau humain mais par un logiciel. Le résultat est un fichier au format classique de la CAO et cet outil informatique peut donc être interfacé avec un système de production automatisé.

L’équipe d’Andreas Fisher baptise ces créations les « robots génétiques ». Pourquoi génétiques ? Parce que leur mise au point est due à un « algorithme génétique ». Le logiciel génère aléatoirement de multiples possibilités d’assemblage, modélise le résultat obtenu, le confronte à un objectif et sélectionne les meilleures formules. En somme, un principe de mutation-sélection.

C’est bien cela dont il s’agit. L’équipe allemande, qui parle de « bionique », s’appuie sur un logiciel mis au point par Hod Lipson et Jordan Pollack pour leur « projet Golem ». Hod Lipson travaille depuis longtemps sur les robots capables de se répliquer et d’étudier leurs propres caractéristiques physiques (le même a récemment réalisé un logiciel capable de déduire des lois physiques de faits expérimentaux, bref un robot scientifique…). L’autoréplication de machines est un champ d’études communément visité depuis plusieurs années.

Un robot du projet Golem. Sa solution pour avancer sur le sable est originale mais efficace.
Un robot du projet Golem. Sa solution pour avancer sur le sable est originale mais efficace. © The Golem Project

Des robots qui se débrouillent

Comme point de départ, l’algorithme part d’un cahier des charges simple et concis : par exemple « marcher le plus efficacement possible sur une surface plane », explique Andreas Fischer. Mais on peut aussi demander le franchissement d’un escalier, voire de nager dans l’eau. Le logiciel met ensuite en jeu une simulation des phénomènes physiques, prenant en compte la gravité ou les forces de frottement.

Ce principe de l’autoapprentissage à l’aide de simulateurs n’est pas nouveau non plus. L’équipe d’AnimatLab (aujourd’hui intégrée à l’Isir), menée par Agnès Guillot et Jean-Arcady Meyer, a déjà à son actif de nombreuses réalisations de ce genre : des fourmis virtuelles ont appris à marcher (sur six pattes ou moins) et d’autres logiciels à piloter un hélicoptère en vol stationnaire ou à tenir une tige en équilibre sur le bout du doigt (et même deux tiges).

En final, l’algorithme propose plusieurs possibilités entre lesquelles l’utilisateur humain effectuera le choix final. Il ne restera plus qu’à lancer la fabrication. « L’algorithme peut trouver des solutions surprenantes – des "mutations" – que n’auraient pas nécessairement imaginé le concepteur humain » estime Andreas Fisher. C’est ce qu’avait fait la fourmi virtuelle d’AnimatLab en réussissant à se déplacer avec une seule patte…

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(Sources Futura Sciences)

 

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