Un « cerveau artificiel » inspiré de celui d’insectes permet de guider un robot avec peu d’énergie

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À gauche, un robot-chien équipé du système de navigation développé par Opteran. | Opteran Technologies/Wulfila Gronenberg

Des chercheurs britanniques se sont inspirés du fonctionnement cérébral de certains insectes (notamment des abeilles et des bourdons) pour concevoir un système de navigation autonome permettant à un robot de parcourir son environnement — y compris se déplacer habilement entre des obstacles — en utilisant moins d’énergie. La technologie est actuellement testée sur des drones de livraison et des robots d’inspection de mines.

Le système, qui imite la façon dont les abeilles et d’autres insectes naviguent, a été développé par la start-up britannique Opteran Technologies. Il comprend une puce informatique spécialisée et deux caméras CMOS à faible coût, qui fournissent une vue à 360 degrés. Il peut être connecté à divers robots et drones.

L’ensemble ne pèse que 30 grammes et consomme moins de 3 watts d’électricité en fonctionnement standard. C’est une fraction de ce qui est nécessaire à la plupart des systèmes de contrôle des robots, explique David Rajan, PDG d’Opteran. « Nos algorithmes sont si légers que nous pouvons les faire fonctionner sur de minuscules puces, et ils sont aussi extrêmement rapides », ajoute-t-il.

Imiter ce que la nature a de meilleur…

« Extraire 600 millions d’années d’évolution sur du silicium », peut-on lire en page d’accueil du site web de l’entreprise, ou encore « La nature a résolu la question de l’autonomie au-delà du Deep Learning ». À la base de cette technologie potentiellement révolutionnaire, il y a les travaux de James Marshall de l’université de Sheffield (Royaume-Uni), qui est également le directeur scientifique d’Opteran.

En combinant des études comportementales et des enregistrements de l’activité neuronale d’insectes, son équipe a reconstitué les circuits cérébraux qu’ils utilisent pour la navigation. Le logiciel qui fonctionne sur ces circuits est similaire aux réseaux neuronaux utilisés par l’intelligence artificielle, explique Marshall. Mais plutôt que d’apprendre à résoudre des tâches en s’entraînant sur de nombreuses données, il est câblé pour imiter les structures cérébrales responsables des capacités de navigation innées des insectes. Opteran appelle cela un « système d’intelligence naturelle », tout simplement.

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Les chercheurs ont montré qu’une paire de leurs algorithmes pouvait guider un robot-chien dans un labyrinthe de boîtes en carton. Le premier algorithme assemble les données fournies par les caméras pour créer une vue panoramique stabilisée. Le second imite la façon dont les insectes analysent le flux optique (soit le mouvement dans une scène visuelle) pour estimer la vitesse et éviter les collisions.

Opteran travaille également sur des algorithmes qui permettent aux robots de cartographier leur environnement et de prendre des décisions en évaluant différents objectifs. La technologie de la société est actuellement testée par plusieurs clients, notamment sur des drones de livraison et des robots d’inspection des mines.

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