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Le nouveau système Swarm Robotics s'inspire des phéromones d'insectes

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Une équipe de chercheurs a introduit une nouvelle technique pour la robotique en essaim, s'inspirant directement de la communication des insectes via les phéromones, selon un nouvel article publié dans SAGE.Comportement adaptatif journal.

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Les robots Swarm s'inspirent des phéromones d'insectes

Au cours des dernières décennies, les progrès technologiques ont aidé à guider le développement de systèmes de plus en plus sophistiqués qui imitent des processus naturels tels que les mécanismes biologiques et le comportement animal.

Dans le cadre de cette tendance scientifique, une équipe de recherche de l'Université de Manchester a introduit une nouvelle technique pour les applications de robotique en essaim - une technique qui s'inspire de la façon dont les insectes communiquent via les phéromones.

Les phéromones sont des substances chimiques que les animaux et les humains libèrent dans leur environnement, ce qui déclenche parfois des comportements spécifiques chez d'autres animaux.

Avantages du comportement provoqué par les phéromones

Par exemple, les phéromones libérées peuvent provoquer un comportement d'accouplement, alerter les animaux environnants d'une zone dangereuse, marquer un territoire ou signifier la présence de nourriture. Dans l'article, les chercheurs ont travaillé pour reproduire artificiellement de cette façon les insectes sociaux, comme les fourmis, utilisent des phéromones - dans le but d'améliorer l'efficacité des communications dans les essaims de robots.

«Notre idée principale était de développer un système de communication bio-inspiré basé sur les systèmes de communication par phéromones des animaux sociaux», a déclaré Farshad Arvin, l'un des chercheurs impliqués dans l'étude, à TechXplore. «Plus précisément, nous voulions émuler la façon dont les fourmis libèrent des phéromones et les comportements qui en découlent. Nous utilisons le système développé dans des applications de robotique en essaim, et nous étudions actuellement la possibilité de le tester dans des conditions réelles.

Des études antérieures ont travaillé pour créer des systèmes de phéromones artificielles avec plusieurs techniques distinctes. L'un d'eux utilisait de l'alcool, des étiquettes RFID et de la lumière comme substitut collectif des produits chimiques libérés par les animaux. Un autre système prometteur est COSΦ, un système qui émule la libération de phéromones chez les animaux et les humains avec la lumière.

Le système de phéromone robotique fonctionne comme un fluide

Le système d'Arvin et de son équipe est basé sur COSΦ, qui utilise également un modèle décrivant comment les phéromones se propagent dans l'espace au fil du temps. Ce modèle s'inspire de la façon dont les fluides ou les liquides se déplacent dans la nature.

«Pour avoir un modèle réaliste du système des phéromones, nous devions modéliser tous les paramètres des phéromones réelles, comme l'évaporation et la diffusion, et considérer les impacts environnementaux tels que les effets du vent», a déclaré Arvin, selon TechXplore. "Le modèle que nous avons proposé est un modèle fiable et réaliste qui peut imiter la communication de phéromones entre les insectes."

Le système de phéromones provoque le comportement des membres de l'essaim

À l'heure actuelle, l'évaluation par les chercheurs du système de phéromones artificielles avance dans une série d'expériences - dans lesquelles un essaim de petits robots mobiles se déplacent et s'adaptent à divers facteurs environnementaux. Les résultats de l'équipe étaient très prometteurs car leur système permettait une communication efficace, déclenchant les comportements de groupe souhaités parmi les membres de l'essaim.

«Nous avons développé un modèle très réaliste d'un système de phéromones et étudié systématiquement les effets de divers paramètres sur les performances des robots individuels et de l'essaim», a déclaré Arvin à TechXplore. "De plus, notre article présente une configuration expérimentale robuste et open source qui peut être utilisée pour implémenter des comportements complexes généralement observés chez les insectes sociaux."

Ce nouveau système - s'inspirant des phéromones d'insectes et d'animaux - pourrait aider à améliorer la communication entre les robots individuels travaillant en équipe pour mener à bien des missions d'exploration dans des secteurs géographiques éloignés, dans des conditions météorologiques hostiles et dans des environnements complexes.


Voir la vidéo: Artificial Pheromone System for Swarm Robotic Applications (Juin 2022).