Une armada de petits robots de 5 centim\u00e8tres de diam\u00e8tre, \u00e9quip\u00e9s d\u2019un squelette ext\u00e9rieur et de six pattes flexibles, et capables de s\u2019orienter tous dans une m\u00eame direction.\u2026 un peu comme un essaim d\u2019abeilles ou de criquets\u00a0!\u00a0Voil\u00e0 ce qu\u2019ont r\u00e9ussi \u00e0 d\u00e9velopper Nicolas Bredeche<\/a>, \u00e0 l\u2019Institut des syst\u00e8mes intelligents et de robotique de Paris, et ses coll\u00e8gues, lors de travaux parus en f\u00e9vrier 2023 dans la revue scientifique Science Robotics<\/em>\u00a0! \u00ab\u00a0Dot\u00e9s chacun d\u2019un petit algorithme d\u2019apprentissage dit \u2018par renforcement d\u00e9centralis\u00e9\u2019, inspir\u00e9 de l\u2019apprentissage social des animaux, nos robots se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9s capables d\u2019apprendre \u00e0 exploiter les interactions entre eux afin de r\u00e9aliser une t\u00e2che collective n\u00e9cessitant la coop\u00e9ration de tous\u00a0: ici, s\u2019agr\u00e9ger dans une zone lumineuse au centre d\u2019une ar\u00e8ne. De quoi esp\u00e9rer les utiliser un jour pour r\u00e9aliser des missions n\u00e9cessitant l\u2019intervention coordonn\u00e9e d\u2019un grand nombre de machines, comme surveiller la pr\u00e9sence de ravageurs dans des cultures, d\u00e9tecter des fuites dans un r\u00e9seau de gaz\u00a0ou d\u00e9polluer les oc\u00e9ans<\/em> \u00bb, s\u2019enthousiasme Nicolas Bredeche<\/a>. \u00ab\u00a0Tr\u00e8s int\u00e9ressants, ces travaux illustrent une d\u00e9marche en plein d\u00e9veloppement depuis quelques d\u00e9cennies\u00a0: la robotique bio-inspir\u00e9e, qui vise \u00e0 concevoir des syst\u00e8mes artificiels en s\u2019inspirant des structures et des fonctions du vivant, dont notamment les insectes<\/em>\u00a0\u00bb, commente Agn\u00e8s Guillot<\/a>, co-auteure de l\u2019ouvrage \u00ab\u00a0Poulpe fiction – Quand l’animal inspire l’innovation<\/a>\u00a0\u00bb\u00a0 (\u00c9ditions Dunod, 2014).<\/p><\/p>\n\n\n\n De fait, l\u2019un des enjeux actuels de la robotique est de d\u00e9velopper des robots plus autonomes, capables, contrairement aux robots d\u2019usine, d\u2019\u00e9voluer dans des milieux non contr\u00f4l\u00e9s et ainsi de r\u00e9aliser des t\u00e2ches complexes dans des environnements accident\u00e9s, inconnus ou dangereux, comme explorer une nouvelle contr\u00e9e, porter assistance \u00e0 des personnes dans les ruines d\u2019un immeuble ou faire de l\u2019espionnage ou du renseignement militaire.<\/p>\n\n\n\n Afin de concevoir de tels robots, d\u00e8s le milieu des ann\u00e9es 1950s, beaucoup de roboticiens misent sur l\u2019intelligence artificielle, qui vise \u00e0 mimer le fonctionnement d’un cerveau humain pour doter les machines d\u2019une certaine intelligence. Mais \u00ab\u00a0\u00e0 la fin des ann\u00e9es 1980, un informaticien am\u00e9ricain du Massachusetts Institute of Technology (MIT), Rodney Brooks<\/a>, proposa une autre solution\u00a0:\u00a0 copier les insectes en dotant les machines de petit nombre de r\u00e9flexes simples plut\u00f4t que d\u2019une architecture symbolique complexe. La robotique animale venait de na\u00eetre<\/em>\u00a0\u00bb, raconte Agn\u00e8s Guillot<\/a>. \u00a0<\/p><\/p>\n\n\n\n De plus, \u00e0 partir du milieu des ann\u00e9es 1980, plusieurs travaux en \u00e9thologie r\u00e9v\u00e8lent que s\u2019ils sont dot\u00e9s individuellement d\u2019une cognition simple, les insectes, et notamment les esp\u00e8ces sociales (termites, fourmis, gu\u00eapes), peuvent r\u00e9aliser des t\u00e2ches complexes lorsqu\u2019ils op\u00e8rent collectivement, en essaim : construire une ruche pour les abeilles, approvisionner leur nid en nourriture pour les fourmis ou voler tous dans la m\u00eame direction pour les criquets. D\u2019o\u00f9 l\u2019id\u00e9e de d\u00e9velopper des essaims de robots.<\/p>\n\n\n\n D\u00e9sormais, outre Nicolas Bredeche<\/a> et ses coll\u00e8gues, cette recherche mobilise de nombreuses autres \u00e9quipes en France. M\u00eame l\u2019agence spatiale am\u00e9ricaine, la Nasa, s\u2019y est mise\u00a0! En 2018, elle a annonc\u00e9 son projet de d\u00e9velopper une colonie de petits robots volants hybrides appel\u00e9s Marsbees (\u00ab abeilles de Mars \u00bb), destin\u00e9s \u00e0 acc\u00e9l\u00e9rer l\u2019exploration de Mars. \u00ab\u00a0Nos r\u00e9sultats num\u00e9riques pr\u00e9liminaires sugg\u00e8rent qu’un bourdon avec une aile de cigale peut g\u00e9n\u00e9rer une portance suffisante pour planer dans l’atmosph\u00e8re martienne<\/em>\u00a0\u00bb, pr\u00e9cisait alors Chang-kwon Kang<\/a>, ing\u00e9nieur a\u00e9rospatial \u00e0 l’Universit\u00e9 d’Alabama.<\/p><\/p>\n\n\n\n Mais, il n\u2019y a pas que le comportement en essaims\u00a0: d\u2019autres caract\u00e9ristiques des insectes int\u00e9ressent les roboticiens\u00a0: \u00ab\u00a0leurs modes de locomotion tr\u00e8s diversifi\u00e9s, sachant qu\u2019ils peuvent voler, marcher, sauter ou ramper\u00a0; leurs \u00e9quipements sensoriels, comme leurs organes de la vision, leurs antennes ou les soies qui recouvrent certaines parties de leur corps et leur permettent de d\u00e9tecter des variations de tension ou de vibrations dans leur environnement et ainsi, par exemple, de percevoir un potentiel danger\u00a0; ou encore leur r\u00e9silience, \u00e0 savoir leur\u00a0capacit\u00e9 \u00e0 poursuivre leurs t\u00e2ches, malgr\u00e9 un membre cass\u00e9 ou la d\u00e9ficience d\u2019un individu de l\u2019essaim\u00a0\u00bb, \u00e9num\u00e8re Jean-Baptiste Mouret<\/a>, informaticien sp\u00e9cialiste en robotique,\u00a0au centre\u00a0Inria de Nancy.<\/p><\/p>\n\n\n\n En plus des r\u00e9sultats obtenus r\u00e9cemment par l\u2019\u00e9quipe de Nicolas Bredeche<\/a>, ces derni\u00e8res ann\u00e9es, la robotique inspir\u00e9e des insectes a enregistr\u00e9 plusieurs autres beaux succ\u00e8s. Ainsi, en 2015, l\u2019\u00e9quipe de Jean-Baptiste Mouret<\/a> a fait la couverture de la revue scientifique\u00a0Nature apr\u00e8s avoir r\u00e9ussi \u00e0 d\u00e9velopper un robot \u00e0 six pattes, qui a pu continuer \u00e0 marcher malgr\u00e9 un membre cass\u00e9. Plus r\u00e9cemment, lors de travaux d\u00e9crits en 2019 dans Science Robotics<\/a><\/em>, Julien Serres, bioroboticien et son \u00e9quipe \u00e0 Aix Marseille Universit\u00e9, ont mis au point un autre robot \u00e0 six pattes, baptis\u00e9 AntBot<\/a>, capable lui, de se d\u00e9placer sans GPS\u2026 comme la fourmi du Sahara Cataglyphis<\/em>\u00a0! \u00ab Cet insecte peut parcourir jusqu\u2019\u00e0 1 km pour trouver de la nourriture puis regagner son nid, gr\u00e2ce \u00e0 deux instruments de navigation log\u00e9s dans ses yeux : une \u00ab boussole c\u00e9leste \u00bb, qui lui permet de s\u2019orienter gr\u00e2ce \u00e0 la lumi\u00e8re ultraviolette polaris\u00e9e \u00e9mise par le ciel\u00a0; et sa r\u00e9tine permettant de mesurer le d\u00e9filement optique du sol, et ainsi d\u2019estimer de fa\u00e7on fiable la distance parcourue en la combinant avec le comptage du nombre de pas effectu\u00e9s. D\u2019o\u00f9 l\u2019id\u00e9e d\u2019int\u00e9grer dans notre robot deux capteurs bio-inspir\u00e9s mimant ce double instrument de navigation<\/em>\u00a0\u00bb, d\u00e9veloppe Julien Serres<\/a>. \u00c0 l\u2019avenir, pr\u00e9cise-t-il, \u00ab\u00a0ce nouveau syst\u00e8me de guidage sans GPS pourrait \u00eatre utilis\u00e9 pour le d\u00e9placement de robots sur Mars o\u00f9 le GPS n\u2019existe pas\u00a0; pour la livraison pr\u00e9cise de colis en ville par des robots, sa marge d\u2019erreur \u00e9tant de seulement 5 cm contre 1 et 2,5 m\u00e8tres pour les GPS militaire et civil, respectivement\u00a0; ou en cas de coupure g\u00e9n\u00e9ralis\u00e9e l\u2019\u00e9lectricit\u00e9, puisque notre boussole fonctionne sans besoin d\u2019\u00eatre connect\u00e9 \u00e0 l\u2019Internet<\/em> \u00bb.<\/p><\/p>\n\n\n\n Le robot hexapode AntBot, un robot fourmi capable de naviguer en ext\u00e9rieur et de mani\u00e8re autonome, sans GPS avec seulement 14 pixels. Sciences Robotics<\/em> (2019)<\/p><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Reste qu\u2019avant de voir ce type de r\u00eaves devenir r\u00e9alit\u00e9, les ing\u00e9nieurs devront d\u00e9passer plusieurs obstacles…\u00a0Par exemple, explique Nicolas Bredeche<\/a>, \u00ab\u00a0encore tr\u00e8s simples, nos robots ne se d\u00e9placent pas rapidement et avancent seulement en deux dimensions \u2013 et non trois -, la plupart du temps<\/em> \u00bb. Ensuite, se pose aussi la difficult\u00e9 de la faible autonomie \u00e9nerg\u00e9tique des prototypes \u00e0 pattes actuels\u00a0: \u00ab\u00a0AntBo<\/a>t ne peut fonctionner que 15 minutes avant de s\u2019arr\u00eater\u00a0en conditions standards de temp\u00e9rature (25\u00b0C) ; et ce, seulement sur un terrain plat. Alors qu\u2019une fourmi du d\u00e9sert peut marcher plusieurs heures dans un milieu chaud (50 \u00e0 70\u00b0C) et plus accident\u00e9<\/em>…\u00a0\u00bb, illustre Julien Serres<\/a>.<\/p><\/p>\n\n\n\n Naviguer avec l’int\u00e9grateur optique de chemin \u00e0 la fa\u00e7on des fourmis du Sahara. (A) <\/strong>Performances de la fourmi du d\u00e9sert Cataglyphis fortis<\/em>. (B<\/strong>) Performance du robot AntBot \u00e9quip\u00e9 des m\u00eames modalit\u00e9s sensorielles que la fourmi. Sciences Robotics <\/em>(2019)<\/p><\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/serres-lab.com\/wp-content\/uploads\/2022\/04\/Robot-fourmi-AntBot-Julien-Dupeyroux.png\")
![\"\"](\"https:\/\/serres-lab.com\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/AntBot-Ant.png\")