Robots simples, algorithmes intelligents –

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  • Quiconque a des enfants sait que si contrôler un enfant peut être difficile, en contrôler plusieurs à la fois peut être presque impossible. Faire travailler collectivement des essaims de robots peut être tout aussi difficile, à moins que les chercheurs ne chorégraphient soigneusement leurs interactions – comme des avions en formation – en utilisant des composants et des algorithmes de plus en plus sophistiqués. Mais que peut-on accomplir de manière fiable lorsque les robots disponibles sont simples, incohérents et manquent de programmation sophistiquée pour un comportement coordonné?

    Une équipe de chercheurs dirigée par Dana Randall, professeur ADVANCE d’informatique et Daniel Goldman, professeur de physique de la famille Dunn, tous deux au Georgia Institute of Technology, a cherché à montrer que même le plus simple des robots peut encore accomplir des tâches bien au-delà des capacités d’un seul, ou même quelques-uns d’entre eux. L’objectif d’accomplir ces tâches avec ce que l’équipe a surnommé «robots stupides» (essentiellement des particules granulaires mobiles) a dépassé leurs attentes, et les chercheurs rapportent être en mesure de supprimer tous les capteurs, la communication, la mémoire et le calcul – et à la place d’accomplir un ensemble de tâches en exploitant les caractéristiques physiques des robots, un trait que l’équipe appelle «l’incarnation de la tâche».

    Les BOBbots de l’équipe, ou “bots qui se comportent, organisent, bourdonnent” qui ont été nommés pour le pionnier de la physique granulaire Bob Behringer, sont “à peu près aussi stupides qu’ils deviennent”, explique Randall. «Leur châssis cylindrique a des brosses vibrantes en dessous et des aimants lâches sur leur périphérie, ce qui les oblige à passer plus de temps dans des endroits avec plus de voisins. La plate-forme expérimentale a été complétée par des simulations informatiques précises menées par Shengkai Li, étudiant en physique de Georgia Tech, afin d’étudier les aspects du système peu pratiques à étudier en laboratoire.

    Malgré la simplicité des BOBbots, les chercheurs ont découvert que, lorsque les robots se déplacent et se heurtent les uns aux autres, “des agrégats compacts se forment qui sont capables de dégager collectivement des débris trop lourds pour qu’un seul puisse se déplacer”, selon Goldman. “Alors que la plupart des gens construisent des robots de plus en plus complexes et coûteux pour garantir la coordination, nous voulions voir quelles tâches complexes pourraient être accomplies avec des robots très simples.”

    Leur travail, tel que rapporté le 23 avril 2021 dans le journal Progrès scientifiques, a été inspiré par un modèle théorique de particules se déplaçant sur un échiquier. Une abstraction théorique connue sous le nom de système de particules auto-organisé a été développée pour étudier rigoureusement un modèle mathématique des BOBbots. En utilisant des idées de la théorie des probabilités, de la physique statistique et des algorithmes stochastiques, les chercheurs ont pu prouver que le modèle théorique subit un changement de phase au fur et à mesure que les interactions magnétiques augmentent – passant brusquement de dispersées à agrégées en grands groupes compacts, similaires aux changements de phase que nous voir dans les systèmes quotidiens communs, comme l’eau et la glace.

    “L’analyse rigoureuse nous a non seulement montré comment construire les BOBbots, mais a également révélé une robustesse inhérente à notre algorithme qui permettait à certains des robots d’être défectueux ou imprévisibles”, note Randall, qui est également professeur d’informatique et auxiliaire. professeur de mathématiques à Georgia Tech.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Institut de technologie de la Géorgie. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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