Une flotte de robots constructeurs pourrait bâtir de grandes structures

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Les robots travaillent en équipe et composent des structures à partir de voxels, dont ils sont eux-mêmes constitués. | MIT
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Ces petits ouvriers robotiques en sont encore au stade de la formation. Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), qui ont conçu une flotte de robots constructeurs, estiment cependant qu’ils ont du potentiel pour assembler de grandes structures à l’avenir.

Les scientifiques ont bon espoir que leurs robots pourront construire des éléments bien plus grands qu’eux-mêmes, comme des véhicules, ou même de plus grands robots. Leurs études les plus récentes démontrent, à titre d’exemple, qu’ils pourraient être en mesure de construire jusqu’à des éléments déformables, comme une aile d’avion, ou encore une voiture de course fonctionnelle.

Le principe de ce mode de construction est de fonctionner par l’assemblage de multiples petites pièces identiques. Les différents éléments construits, tout comme les robots eux-mêmes, peuvent donc être assemblés de cette façon. En somme, c’est un peu comme si des robots en lego pouvaient eux-mêmes jouer aux lego. Ceux-ci seraient également capables de travailler en équipe, se déplaçant de façon autonome pour bâtir rapidement de grandes structures. Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications Engineering.

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Attention cependant : si ces petits ouvriers ont effectivement ce potentiel selon les études, ils sont loin de l’avoir déjà réalisé. « Un système d’assemblage de robots autorépliquant entièrement autonome, capable à la fois d’assembler des structures plus grandes, y compris des robots plus grands, et de planifier la meilleure séquence de construction… Il faudra encore des années pour cela », précise Neil Gershenfeld, l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué du MIT.

Les apprentis robots font cependant, selon les scientifiques, des progrès non négligeables. Par exemple, ils sont désormais capables de savoir quand il est nécessaire de construire davantage de robots pour progresser dans une tâche. Les scientifiques ont également travaillé sur la façon de les organiser en essaims de différentes tailles, afin de construire des structures de façon efficace, et sans qu’ils se percutent.

Des voxels comme unités de construction

La clef du fonctionnement de ces robots est les « voxels ». Il s’agit d’unités de construction toutes identiques. Ce sont ces fameux « legos » dont sont composés les robots, et qu’ils utilisent également pour leur construction. Cependant, ces voxels ne se contentent pas de donner forme à une construction. Ils transmettent aussi directement des données et de l’énergie pour assurer les fonctions nécessaires.

gif explication construction en voxels
© MIT

« Lorsque nous construisons ces structures, nous devons intégrer l’intelligence », explique Neil Gershenfeld. « Les versions antérieures des robots assembleurs étaient connectées par des faisceaux de fils à leur source d’alimentation et à leurs systèmes de contrôle. Ce qui a émergé, c’était l’idée de l’électronique structurelle : de fabriquer des voxels qui transmettent de la puissance et des données ainsi que de la force ». Dans ce nouveau système, « il n’y a pas de fils. Il n’y a que la structure ».

Les robots eux-mêmes sont constitués d’une chaîne de plusieurs voxels, joints bout à bout. Ils sont capables de saisir un autre voxel à l’aide de points de fixation à leurs extrémités. Ensuite, ils se déplacent en « rampant », un peu à la façon d’une chenille, vers la position souhaitée, et attachent le nouveau voxel à la structure.

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Dans ce processus, il arrive un moment où le trajet jusqu’au point de fixation peut être très long. Le robot peut alors prendre la décision de construire plutôt un autre robot, de même taille, ou plus grand, s’il estime que la construction sera réalisée plus efficacement de cette façon. De nombreuses études ont été menées sur l’utilisation de robots constructeurs, soulignent les scientifiques. « Mais l’étape suivante, où le robot doit prendre la décision de construire un autre robot ou un autre type de robot, c’est nouveau ». Selon le MIT, cette méthode pourrait ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine de la construction.

Explication en vidéo :

Source : Nature Communications Engineering

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