Pas bien grand mais intelligent !
D’aujourd’hui à demain
Notre téléphone abrite de nombreux composants, dont certains pas plus gros qu’un grain de sable. Ils lui permettent de savoir dans quel sens il est orienté, le niveau de luminosité ambiante ou encore de réagir à la pression sur l’un des boutons… Aussi bien conçus que soient ces microsystèmes, ils ne sont toutefois pas capables de fonctionner les uns avec les autres s’ils n’ont pas à leur tête un commandement central qui récupère les informations et coordonne leurs actions.
Grâce aux progrès dans le domaine de la miniaturisation, il est extrêmement probable que dans les années à venir des éléments de cet ordre de grandeur (micromètriques) et même plus petits (nanométriques) seront en mesure de communiquer entre eux et ainsi de faire émerger une intelligence collective pour réaliser des tâches complexes. Des chercheurs du laboratoire FEMTO-ST travaillent dès maintenant à développer des algorithmes nécessaires au fonctionnement de ces micro et nanorobots.
Les Blinky Blocks, une idée lumineuse
Comme les robots de cette taille n’existent pas encore, l’équipe travaille pour l’instant avec d’autres outils dont les Blinky Blocks. Ces robots cubiques peuvent être connectés entre eux via des aimants. Chaque robot est capable de percevoir son orientation, des bruits et des mouvements. Les informations perçues par un bloc sont propagées de proche en proche pour être intégrées à l’échelle du réseau. Il en découle une réponse lumineuse collective selon un programme donné. Par exemple, un programme consiste à demander à un assemblage de robots de retrouver son bloc central et de l’allumer en rouge.
Et, dans le futur, les chercheurs espèrent pouvoir leur ajouter des fonctionnalités comme s’auto-assembler dans la forme de notre choix.
Ce projet est porté par l’équipe OMNI du département DISC du laboratoire FEMTO-ST (UMR 6174 UFC/CNRS/ENSMM/UTBM).
Pour l’instant, les Blinky Blocks ne communiquent qu’avec leurs voisins directs mais l’objectif à terme est que, chaque robot puisse communiquer par onde radio avec tous les autres (potentiellement très nombreux) du réseau. Cependant dans cette hypothèse, dans un réseau de 10 000 robots, si chaque composant envoie simultanément un message à tous les autres, pour connaître leurs positions par exemple, ça risque de coincer. Un peu comme lorsque tous les étudiants d’un amphi tentent de se connecter à une seule borne wifi !
Les chercheurs tentent donc d’adapter les algorithmes pour réguler l’émission et la transmission de messages. Et plutôt que de travailler avec des milliers de robots, ils utilisent des logiciels qui leur permettent de simuler différents scénarii. Par exemple celui d’un robot qui enverrait un message aux 50 appareils qui l’entourent, qui eux-mêmes relayeraient la communication à 50 autres robots… jusqu’à ce que tout le réseau ait eu l’information.
Le logiciel donne alors une visualisation de la diffusion du message selon la situation initiale et l’algorithme testé. Si les points verts deviennent jaunes c’est que le réseau de robots sature !
Exemple de 2 simulations (avec 2 algorithmes différents), de transmission de message dans un réseau composé de nombreuses machines. Ces tests d’algorithmes sont réalisés avec le logiciel BitSimulator créé et utilisé par les chercheurs de l’équipe OMNI.
Exemple d’un programme ou les Blinky Blocks s’allument pour remplir la grille en suivant les règles du sudoku au fur et à mesure que des couleurs sont attribuées à certains Blinky Blocks.
Crédit : UFC Laboratoire Femto-ST
Des micro-robots auto-assemblables et fonctionnant en réseau auraient de multiples applications. Ils permettraient par exemple de reconstituer des organes en 3D sur lesquels des chirurgiens pourraient s’entraîner avant leurs opérations.
