L’IA a compressé des milliards d’années d’évolution en quelques secondes pour créer des « robots de type Lego » capables de récupérer même s’ils perdent des membres.

Les chercheurs ont créé des robots dotés de l’intelligence artificielle qui peuvent naviguer de manière autonome sur tous types de terrains et continuer à se déplacer même lorsqu’ils sont gravement endommagés.

Surnommés « métamachines à pattes », ces robots à l’apparence maladroite pourraient révéler un aperçu de l’évolution humaine et animale et fournir aux futurs robots un moyen de surmonter les limitations de mobilité, affirment les créateurs des machines.

Les robots ont été développés dans le cadre d’un projet de l’Université Northwestern visant à créer des robots dotés d’une « intelligence athlétique », c’est-à-dire la capacité de s’adapter à un terrain changeant à la volée. Les robots sont une combinaison modulaire de blocs de construction, décrits comme « de type Lego » dans un déclaration. Chaque pièce est une paire de pieds d’un mètre de long reliés par une sphère centrale articulée. Les scientifiques ont décrit les robots le 6 mars dans la revue PNAS.

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« À l’intérieur de la sphère, le robot possède tout ce dont il a besoin pour survivre : un ‘système nerveux’, un ‘métabolisme’ et un ‘muscle' », explique l’auteur principal de l’étude. Sam Kriegmanprofesseur adjoint d’informatique et de génie chimique, mécanique et biologique à Northwestern, a déclaré dans le communiqué. « J’entends par là un circuit imprimé, une batterie et un moteur. Les modules sont mécaniquement simples. Ils ne peuvent tourner qu’autour d’un seul axe, mais ils sont étonnamment athlétiques et intelligents. »

Blocs de construction robotiques

La nature modulaire des robots permet d’attacher plusieurs pièces ou « membres » à un robot individuel, modifiant ainsi sa forme et son mouvement sans inhiber sa capacité à avancer sur un terrain non structuré.

Contrairement à la plupart des autres robots mobiles, qui ont des structures définies de manière rigide et ont tendance à adhérer à des conceptions familières à deux ou quatre pattes, ces métamachines permettent un nombre beaucoup plus large de configurations.

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Cette approche pourrait permettre aux chercheurs de créer et d’étudier différentes formes mobiles et d’examiner nos notions sur l’évolution de la locomotion, selon l’étude. Lors d’expériences, les métamachines ont déjà démontré des modes de locomotion similaires à ceux des kangourous bondissants ou des phoques ondulants.

Même si la combinaison des membres peut paraître délicate, les robots font preuve d’une capacité impressionnante à se redresser lorsqu’ils rencontrent des difficultés, même s’ils sont complètement renversés. Ils peuvent sauter par-dessus les obstacles et même réaliser des acrobaties dans les airs.

Simuler l’évolution

Les capacités impressionnantes de ces robots sont possibles grâce à la puissante IA de l’équipe, qui simule un algorithme évolutif qui pilote sélection naturelle.

Au début, la simulation était purement logicielle et limitée aux opérations au sein d’un programme informatique. L’IA a été chargée de créer de nouvelles configurations corporelles à partir des pièces modulaires du robot, dans le but de créer les combinaisons les plus efficaces pour traverser différents terrains.

Après que l’IA ait testé les conceptions dans un environnement virtuel, en écartant celles qu’elle jugeait inappropriées, l’équipe a assemblé les meilleures conceptions à trois, quatre et cinq pattes que le modèle avait développées. Les machines pouvaient traverser des terrains accidentés par du gravier, de l’herbe, des racines d’arbres, des feuilles, du sable, de la boue et des briques inégales, sans interruption ni intervention humaine.

La pièce la plus impressionnante du puzzle de la métamachine était la capacité des robots à s’adapter lorsqu’ils étaient endommagés. L’équipe a effectué des simulations dans lesquelles diverses configurations ont subi des fractures ou ont perdu des membres entiers, mais les modules se sont adaptés pour continuer à bouger.

En compressant des milliards d’années d’évolution en quelques secondes, a déclaré Kriegman, la conception robotique peut rapidement progresser au-delà des configurations traditionnelles.

« L’évolution peut révéler de nouvelles conceptions qui sont différentes, voire au-delà de ce que les humains étaient auparavant capables d’imaginer », a déclaré Kriegman. « Nous voulions donc vraiment étudier comment et pourquoi cela fonctionne. La meilleure façon, ou du moins la plus amusante, est de faire évoluer les structures dans des conditions réalistes. »