Les chercheurs développent des robots qui peuvent fonctionner de manière indépendante mais en coopération –

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  • Pour apprendre aux robots à travailler de manière indépendante mais coopérative, des chercheurs de l’Université de Cincinnati leur ont confié une tâche pertinente : déplacer un canapé.

    Si vous avez déjà aidé quelqu’un à déplacer des meubles, vous savez que cela demande de la coordination – simultanément pousser ou tirer et réagir en fonction de ce que fait votre assistant. Cela en fait un problème idéal pour examiner la collaboration entre robots, a déclaré Andrew Barth, doctorant au College of Engineering and Applied Science de l’UC.

    “C’est une bonne métaphore de la coopération”, a déclaré Barth.

    Dans le laboratoire de robotique intelligente et de systèmes autonomes du professeur d’ingénierie aérospatiale UC Ou Ma, des étudiants-chercheurs ont développé une intelligence artificielle pour entraîner des robots à travailler ensemble pour déplacer un canapé – ou dans ce cas une longue tige qui a servi de remplaçant – autour deux obstacles et à travers une porte étroite dans les simulations informatiques.

    “Nous nous sommes rendus la tâche un peu plus difficile. Nous voulons accomplir la tâche avec le moins de communication possible entre les robots”, a déclaré l’étudiant Barth.

    Il est l’auteur principal d’une étude sur le projet publiée dans la revue Robotique de service intelligente. Le professeur Ma, le doctorant de l’UC Yufeng Sun et l’associé de recherche principal de l’UC Lin Zhang étaient les co-auteurs.

    Aucun des deux robots ne dirigeait l’autre. Et les deux robots n’ont pas partagé leur stratégie à l’avance pour terminer la tâche. Au lieu de cela, ils se sont tournés vers une intelligence artificielle appelée logique floue génétique. La logique floue est une technique de contrôle intelligente qui imite le raisonnement humain en remplaçant une simple classification binaire (oui, non) par des degrés de bien ou de mal. Les algorithmes génétiques modifient les solutions individuelles pour « apprendre » des résultats passés afin d’optimiser les performances au fil du temps.

    “En fin de compte, nous voulons étendre cela à 10 robots ou plus travaillant en coopération sur un projet”, a déclaré Barth. “Si vous voulez construire un habitat gigantesque dans l’espace, disons, vous aurez besoin de beaucoup de robots travaillant ensemble. Mais si vous comptiez sur un réseau de communication et qu’il tombe en panne, alors tout votre projet est terminé.”

    Si les robots peuvent travailler indépendamment, en perdre un ne fera pas beaucoup de différence. Les autres peuvent compenser pour terminer la mission, a déclaré Barth.

    Les robots ont été chargés de transporter le canapé virtuel autour de deux obstacles et à travers une porte étroite. Les robots ont accompli avec succès la tâche 95% du temps dans les simulations.

    Plus important encore, les partenaires de travail du robot ont réussi à 93% dans un tout nouveau scénario – avec deux nouveaux obstacles inconnus et une porte cible à un endroit différent. Et les robots ont eu un succès presque égal sans recyclage, même lorsque les chercheurs ont modifié d’autres facteurs tels que la taille du “canapé”.

    “Si vous pouvez entraîner des robots à travailler de manière semi-indépendante avec le moins d’informations possible, alors vous avez rendu votre système plus robuste à cette défaillance et facilité la collaboration pour les grands groupes”, a déclaré Barth.

    “Notre objectif à long terme est que plusieurs robots puissent coopérer pour effectuer des tâches difficiles, comme déplacer des meubles”, a déclaré Ma.

    La robotique a parcouru un long chemin au cours des 20 dernières années, contribuant à l’industrie, à l’exploration spatiale et au commerce.

    Les chercheurs travaillent dur pour améliorer la sécurité humaine autour des robots, ce qui peut augmenter la productivité. De même, des robots capables de travailler en coopération créeraient d’énormes opportunités, a déclaré Ma.

    “Il existe une multitude d’applications. Partout où vous avez des emplois que plusieurs personnes feront à l’avenir, vous pourriez avoir plusieurs robots”, a déclaré Ma. “Actuellement, la plupart des robots travaillent seuls. Mais à l’avenir, nous aurons besoin de plusieurs robots travaillant ensemble comme les gens le font maintenant.”

    Le système de contrôle que lui et ses étudiants développent est évolutif, ce qui signifie qu’ils peuvent ajouter n’importe quel nombre de robots à une tâche.

    “Et vous n’avez pas besoin de les recycler si soudainement ce n’est que quatre ou six”, a-t-il déclaré. “Si un ou deux échouent, les autres peuvent continuer. C’est la clé.”

    De plus, vous n’avez pas besoin de récompenser vos assistants robots avec de la pizza.

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