Robotique et IA physique
Les chercheurs utilisent des poissons robots pour explorer le « téléportage comportemental »
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Les chercheurs de l’école d’ingénierie NYU Tandon travaillent sur une nouvelle approche appelée « téléportage comportemental », qui pourrait conduire à une compréhension plus approfondie du comportement social, des interactions entre les espèces envahissantes et les espèces natives, des relations prédateurs/proies, ainsi que de meilleures interfaces humain/robot.
L’équipe de chercheurs était dirigée par Maurizio Porfiri, professeur à l’Institut NYU Tandon. La recherche a été publiée dans la revue Cell Press iScience, intitulée « Téléportage comportemental d’éthogrammes individuels sur des robots inanimés : expériences sur les interactions sociales chez les poissons zèbres vivants ».
Téléportage comportemental
Le nouveau système appelé téléportage comportemental est le transfert de l’inventaire complet des comportements et des actions d’un organisme vivant sur un robot réplique situé à distance. Pour le travail des chercheurs, un poisson zèbre vivant a été utilisé comme base, ce qui leur a permis de manipuler et de comprendre de manière indépendante les interactions sociales en temps réel.
L’équipe a tout d’abord construit un dispositif de deux réservoirs aquatiques séparés, chacun contenant un poisson et une réplique robotique. Dans chaque réservoir, le poisson vivant nageait avec la réplique robotique, qui reproduisait et correspondait à la morphologie et au modèle de locomotion du poisson vivant dans l’autre réservoir.
Les chercheurs ont utilisé un système de suivi automatisé pour évaluer les modèles de locomotion des poissons vivants, qui ont été utilisés pour contrôler la réplique robotique dans l’autre réservoir à l’aide d’un manipulateur externe. Grâce à ce système, l’éthogramme complet de chaque poisson a pu être transféré entre les réservoirs en une fraction de seconde.
Ce système a créé une interaction entre les deux animaux vivants situés à distance grâce à l’utilisation de la robotique. Avec la capacité de contrôler de manière indépendante la morphologie des robots, les équipes se sont lancées dans l’exploration des liens entre l’apparence et les mouvements dans le comportement social.
La réplique a téléporté le mouvement du poisson avec un taux de précision de 95 % dans presque toutes les essais, avec un décalage temporel maximal inférieur à deux dixièmes de seconde.
Dans certains travaux antérieurs de Porfiri, il a pu démontrer que les robots étaient des modèles de comportement réussis pour les poissons zèbres, avec des bancs de poissons zèbres suivant leurs homologues robotiques.
« Chez les humains, le comportement social se déroule en actions, habitudes et pratiques qui définissent finalement notre vie individuelle et notre société », a déclaré Simone Macrì du Centre des sciences du comportement et de la santé mentale, Istituto Superiore di Sanitá, Rome. « Ces éléments dépendent de processus complexes, médiatisés par des traits individuels – la calvitie, la taille, la hauteur de la voix et les vêtements, par exemple – et les rétroactions comportementales, des vecteurs qui sont souvent difficiles à isoler. Cette nouvelle approche démontre que nous pouvons isoler les influences sur la qualité de l’interaction sociale et déterminer quels éléments visuels sont vraiment importants. »
L’une des découvertes de l’équipe est issue d’expériences sur les rôles de leader/suiveur entre les poissons grands et petits. Dans les expériences, un grand poisson nageait avec une petite réplique qui reproduisait le comportement d’un petit poisson dans l’autre réservoir. L’équipe a été surprise de constater que le poisson plus petit menait les interactions plutôt que le plus grand.
Plate-forme de téléportage comportemental aquatique (Image : NYU Tandon School of Engineering)
Répliques de poissons zèbres robotiques (Image : NYU Tandon School of Engineering)
Utilisations humaines
Ce système pourrait être utilisé pour les interactions humaines à l’avenir, et les possibilités sont infinies. L’une de ces possibilités est le téléportage en boucle fermée, où les robots agiraient comme des proxys pour les personnes.
Mart Karakaya, candidat au doctorat au département de génie mécanique et aérospatial de NYU Tandon, a détaillé l’une des possibilités les plus excitantes du système.
« Un exemple serait les colonies sur Mars, où les experts de la Terre pourraient utiliser des robots humanoïdes comme une extension d’eux-mêmes pour interagir avec l’environnement et les personnes là-bas », a-t-il déclaré. « Cela fournirait un examen médical plus facile et plus précis, améliorerait le contact humain et réduirait l’isolement. Des études approfondies sur les effets comportementaux et psychologiques de ces proxys doivent être menées pour mieux comprendre comment ces techniques peuvent être mises en œuvre dans la vie quotidienne. »
La recherche a été soutenue par la National Science Foundation, le National Institute on Drug Abuse et le Bureau des sciences du comportement et des sciences sociales.
