Les ingénieurs créent des robots capables de déplacer des objets lourds de manière coopérative

Les ingénieurs du laboratoire de robotique intelligente et de systèmes autonomes de l’Université de Cincinnati ont développé une intelligence artificielle (IA) pour former des robots à déplacer des objets lourds de manière coopérative. L’équipe a démontré la capacité des robots à déplacer une longue tige autour d’obstacles et d’une porte étroite dans des simulations informatiques.

Selon Andrew Barth, un étudiant en doctorat à la faculté d’ingénierie et de sciences appliquées de l’UC, la tâche de déplacement de tels objets est idéale pour les robots.

“Nous avons rendu les choses un peu plus difficiles pour nous-mêmes. Nous voulons accomplir la tâche avec le moins de communication possible entre les robots”, a déclaré Barth.

Barth est l’auteur principal de l’étude publiée dans la revue Intelligent Service Robotics. Les co-auteurs de la recherche comprenaient le professeur Ma, l’étudiant en doctorat de l’UC Yufeng Sun et l’associé de recherche senior de l’UC Lin Zhang.

Test du système

Lors des tests, aucun des robots n’a dirigé l’autre, et ils n’ont pas partagé la stratégie avant de réaliser la tâche. Les robots ont utilisé une logique floue génétique, qui est un type d’IA qui est une technique de contrôle intelligent qui imite le raisonnement humain. Elle remplace une classification binaire simple par des degrés de bien et de mal, et modifie les solutions individuelles pour “apprendre” des résultats passés.

“Finalement, nous voulons étendre cela à 10 robots ou plus travaillant de manière coopérative sur un projet”, a déclaré Barth. “Si vous voulez construire un habitat géant dans l’espace, par exemple, vous aurez besoin de nombreux robots travaillant ensemble. Mais si vous dépendez d’un réseau de communication et qu’il tombe en panne, alors tout votre projet est terminé.”

Selon Barth, des robots indépendants signifient que la perte d’un robot n’entraînera pas l’échec d’une tâche, car les autres peuvent compenser.

La tâche donnée aux robots consistait à déplacer un canapé virtuel autour de deux obstacles et à travers une porte étroite, et ils l’ont accomplie 95% du temps dans les simulations. Les partenaires de travail des robots ont également démontré un taux de réussite de 93% dans un nouveau scénario où il y avait deux objets inconnus et une porte cible à un endroit différent. Les robots ont démontré un taux de précision presque égal et n’ont pas nécessité de réentraînement. De plus, ils ont démontré la même chose lorsque divers facteurs tels que la taille de l’objet ont été modifiés.

“Si vous pouvez former des robots à travailler de manière semi-indépendante avec le moins d’informations possible, alors vous avez rendu votre système plus robuste face à cet échec et vous avez facilité la collaboration de 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.

Création de nouvelles opportunités

Selon Ma, les robots collaboratifs pourraient créer de nouvelles opportunités importantes dans divers domaines, et de nouvelles fonctionnalités de sécurité pourraient améliorer la sécurité des robots.

“Il y a un large éventail d’applications. Tout endroit où vous avez des emplois que plusieurs personnes font à l’avenir, vous pourriez avoir plusieurs robots qui les font”, 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.”

L’équipe est en train de développer un système de contrôle qui est scalable, ce qui permet à plusieurs robots de réaliser une tâche.

“Et vous n’avez pas besoin de les réentraîner si soudainement il n’y a que quatre ou six”, a déclaré Ma. “Si un ou deux échouent, les autres peuvent continuer. C’est la clé.”