S’inspirant des termites, des robots pourront transporter des briques et construire des escaliers avant de les gravir.
Des scientifiques se sont inspirés des termites pour concevoir et fabriquer des robots bâtisseurs capables de fonctionner de façon autonome et de réaliser des constructions complexes.
Comme les insectes, ces robots peuvent transporter des briques, construire des escaliers avant de les gravir pour ajouter des éléments de construction à une structure.
Ils obéissent à des instructions de base simples pour exécuter un projet de construction de façon indépendante, exactement comme les termites, expliquent les auteurs de ce projet à l'École d'ingénierie de l'Université de Harvard (Massachusetts, nord-est), objet d'une présentation à la presse en marge de la conférence annuelle de l'American Association for the Advancement of Science.
La plupart des projets humains de construction sont exécutés par du personnel qualifié dans le cadre d'un plan et d'une organisation hiérarchisée, explique Justin Werfel, chercheur à l'Institut Wyss de Harvard, un des principaux responsables de ces travaux également publiés dans la revue américaine Science.
«Normalement, il y a un plan détaillé d'exécution des travaux et les ouvriers sont supervisés par des chefs de chantier qui leur disent quoi faire», note Justin Werfel. «Dans des colonies d'insectes sociaux, la reine ne donne pas à chaque membre des instructions individuelles. Chaque termite ne sait pas ce que font les autres et où en est l'état d'avancement de la termitière en construction», des structures pourtant complexes, poursuit-il.
Les termites, comme les fourmis, agissent en groupe avec une méthode de communication indirecte appelée «stigmergie», selon laquelle les individus communiquent entre eux en modifiant leur environnement, expliquent ces chercheurs, un groupe formé d'ingénieurs informatique, électrique et de biologistes.
Construire des structures complexes
Chaque termite ramasse un peu de boue autour de lui, y incorpore des phéromones, une substance chimique pouvant être détectée par les autres insectes, et la dépose par terre.
Comme les autres termites sont attirés par ces phéromones, ils déposent plus souvent leurs boulettes de boue là où d'autres l'ont déjà laissée, ce qui forme des arches, des tunnels et des chambres et finit par réaliser de grandes structures de terre complexes grâce à une simple règle
décentralisée.
Des termitières en Namibie par exemple peuvent atteindre 2,4 mètres de hauteur.
Cette équipe de scientifiques est parvenue avec leurs robots, baptisés «Termes», à montrer que des systèmes collectifs de robots peuvent aussi construire des structures complexes en trois dimensions sans aucun contrôle centralisé.
Ces robots équipés de seulement quatre types de capteurs simples peuvent ainsi réaliser des modèles réduits de tours, de châteaux, de pyramides à partir de briques de plastique dotées de puces électroniques, de façon autonome.
À l'avenir, des robots similaires pourraient par exemple poser des sacs de sable pour protéger contre une inondation ou exécuter des constructions simples sur Mars, selon les auteurs de ce projet.
«La principale inspiration des termites est l'idée de pouvoir construire avec un groupe quelque chose de vraiment complexe sans supervision, en agissant seulement sur l'environnement», relève Radhika Nagpal, professeur de sciences informatiques à l'Université de Harvard.
Les mêmes instructions simples peuvent être exécutées par une poignée de robots, comme par un grand nombre, ce qui montre la capacité du système à démultiplier l'intelligence artificielle, ajoute-t-elle.
«Nous avons conçu les robots et les briques de manière à rendre le système aussi simple et résistant que possible », précise Kirstin Petersen, de l'Université de Harvard et un des principaux inventeurs de ce système.
«Cette approche permet aussi de simplifier le système de traitement des données (le processeur) de chaque robot», selon elle.
Les systèmes actuels dépendent d'un contrôle central par satellite donnant des instructions ou permettant à tous les robots de communiquer
fréquemment.
Une simple défaillance peut paralyser tous les robots, ce qui ne peut se produire avec le système décentralisé inspiré des termites.