1218 drones dans le ciel grâce à la robotique de l'essaim

Les jeux olympiques de cet hiver 2018 seraient les plus avancés d'un point de vue technologique. Rien d'étonnant au vu de la réputation de leur pays organisateur, la Corée du Sud. L'intelligence artificielle et la robotique y tiennent des places de choix, que ce soient des robots sur des skis, des IAs conçues pour répondre aux visiteurs dans toutes les langues ou des voitures et des bus autonomes.

Mais l'expérience qui a touché le public au niveau mondial c'est le vol de drones qui a illuminé le ciel lors de la cérémonie d'ouverture. Conçus par Intel, ces 1218 Shooting Stars Drones ont effectué une chorégraphie parfaitement synchronisée composée de figures spectaculaires pour aboutir aux six anneaux symboliques. Cette technologie, qui avait déjà fait plusieurs apparitions dans des shows, n'avait jamais compté un aussi grand nombre d'appareils volant simultanément. Contrôlés par un seul pilote, ils ont été spécialement conçus pour se coordonner en groupe, et cette technologie s'appelle la robotique de l'essaim.

Ce n'est pas nouveau, nombre de nos inventions s'inspirent de la nature. L'intelligence collective qui régit les grands groupes est sans doute une de celles qui fascinent le plus les scientifiques. Que ce soient les bancs de poisson, les ruches ou les fourmilières, leur fonctionnement dépend du travail commun de plusieurs centaines d'individus. Seule, une abeille ne peut rien faire, mais en groupe, elles sont capables de gérer une ruche. 

Comment autant d'individus arrivent-ils à se coordonner en l'absence d'un contrôle central? Ils se basent sur les stimulis locaux reçus de leurs congénères pour prendre des décisions collectives. Leurs communications sont extrêmement claires et efficaces. Ainsi, si une abeille découvre un endroit pour bâtir une nouvelle ruche, elle va effectuer une danse singulière qui va attirer les autres abeilles vers cet endroit.

Les experts en robotiques ont donc développé des algorithmes simulant l'intelligence de groupe et permettant de programmer l'action de plusieurs centaines de robots de manière simultanée sur des tâches simples. On remplace ainsi l'usage d'un robot plus grand et plus complexe à manipuler par un essaim de robots plus petits. Cette reformulation permet d'accomplir des tâches plus précises, plus pointues et dans un spectre d'action beaucoup plus large. Elle donne aussi l'avantage au groupe de pouvoir poursuivre l'action même si un ou plusieurs robots subissent une défection.

Auto-organisation
Ces robots sont capables de prendre des décisions simples sur base de données captées par des caméras ou des programmes de reconnaissance d'objets. Si, par exemple, un robot est défectueux, sa lumière s'éteindra et le robot à côté de lui "appellera" la base pour qu'elle demande le retour de l'appareil. Grâce à l'information partagée entre les différents drones et les signaux préprogrammés, le groupe peut prendre des décisions rapides et fonctionner de manière auto-organisée. Cette intelligence est essentielle car elle permet notamment au groupe de se mouvoir avec précision dans son environnement et d'éviter des contacts physiques non volontaires entre les drones. Ainsi, ils savent qu'ils doivent se regrouper pour voler dans une passe étroite ou, au contraire, se disperser lors de turbulences.

La robotique de l'essaim ouvre des applications plus large que le simple divertissement. Elle s'avère idéale pour des utilisations qui nécessite une grande précision et la couverture d'espaces larges telle que la restauration d'écosystèmes, l'agriculture ou les recherches d'urgence. On l'utilise, par exemple, pour réparer les barrières de corail, effectuer des tâches agricoles en faisant moins de dégâts, retrouver des survivants lors de l'effondrement d'un building ou contrôler un feu de forêt.

Cette technologie en plein essor pourrait faire part de notre quotidien dans un futur proche. Pourquoi pas bientôt des fourmis robots pour nous aider à faire du jardinage?