Robotique basée sur le comportement

La robotique comportementale (BBR) ou robotique comportementale est une approche de la robotique centrée sur des robots capables de présenter des comportements complexes, malgré un faible état variable interne pour modéliser son environnement immédiat, principalement en corrigeant progressivement ses actions via des liens sensori-moteurs.

Les robots comportementaux (RBC) présentent souvent plus de fonctions biologiques que leurs homologues intensément informatisés, qui sont très délibérés dans leurs fonctions. Une RBC commet souvent des erreurs, répète des actions et devient confuse, mais elle a aussi le caractère anthropomorphique de la ténacité. Les comparaisons entre les globules rouges et les insectes sont fréquentes en raison de leurs actions. Les RBC sont des exemples d’intelligence artificielle faible.

Le Massachusetts Institute of Technology, où le professeur Rodney Brooks, a aidé ses étudiants et ses collègues à construire une série de robots à roues ou à pattes utilisant l’architecture de subsumption, a été le lieu qui a le plus étudié les RBC dans les années 1980. Les publications de Brooks, qui portent généralement des titres tels que “Plan”, sont un moyen d’éviter de deviner ce qu’il faut faire par la suite “, les qualités anthropomorphiques de leurs robots et le coût relativement faible de leurs développements ont popularisé l’approche comportementale.

Le travail de Brooks a contribué – accidentellement ou non – aux deux plus grandes marques de l’approche comportementale. Dans les années 1950, William Gray Walter, un scientifique anglais expérimenté dans la recherche neurologique, construisit en 1950 une paire de robots à commande thermo-modulaire, exposés au Festival of Britain en 1951 et dotés d’une approche comportementale efficace basée sur un contrôle de système simple.

La deuxième grande marque est l’ouvrage publié en 1984 par Valentino Braitenberg, “Vehicles – Experiments in Synthetic Psychology” (MIT Press). Où il décrit une série d’expériences démontrant que de simples connexions entre capteurs / moteurs peuvent entraîner des comportements complexes comme la peur et l’amour.

Certains des travaux les plus récents sur RBC proviennent de la communauté BEAM Robotics, créée par Mark Tilden. Tilden a été inspiré par la réduction de la puissance de calcul nécessaire aux mécanismes de marche des expériences Brooks (qui utilisait un microcontrôleur pour chaque jambe), ainsi que par la réduction des exigences de calcul nécessaires pour les circuits logiques simples, une électronique à base de transistors et la conception de circuits analogiques.

Des principes
La robotique comportementale se distingue de l’intelligence artificielle traditionnelle en utilisant les systèmes biologiques comme modèle. L’intelligence artificielle classique utilise généralement un ensemble d’étapes pour résoudre les problèmes. Elle suit un chemin basé sur des représentations internes d’événements comparées à l’approche comportementale. Plutôt que d’utiliser des calculs prédéfinis pour faire face à une situation, la robotique basée sur le comportement repose sur l’adaptabilité. Cette avancée a permis à la robotique comportementale de se banaliser dans la recherche et la collecte de données.

La plupart des systèmes basés sur le comportement sont également réactifs, ce qui signifie qu’ils ne nécessitent aucune programmation de représentations internes de l’apparence d’une chaise ou du type de surface sur laquelle le robot se déplace. Au lieu de cela, toutes les informations sont extraites de l’entrée des capteurs du robot. Le robot utilise ces informations pour corriger progressivement ses actions en fonction des modifications de l’environnement immédiat.

Les robots basés sur le comportement (BBR) affichent généralement un plus grand nombre d’apparences biologiques que leurs homologues gourmands en ressources informatiques, qui sont très délibérés dans leurs actions. Un BBR fait souvent des erreurs, répète des actions et semble confus, mais peut aussi montrer la qualité anthropomorphique de la ténacité. Les comparaisons entre BBR et insectes sont fréquentes à cause de ces actions. Les BBR sont parfois considérés comme des exemples d’intelligence artificielle faible, bien que certains aient prétendu qu’ils sont des modèles de toute intelligence.

Caractéristiques
La plupart des robots comportementaux sont programmés avec un ensemble de fonctionnalités de base pour les démarrer. Ils disposent d’un répertoire comportemental leur permettant de déterminer les comportements à utiliser et à quel moment, l’évitement d’obstacles et le chargement de la batterie peuvent fournir une base pour aider les robots à apprendre et à réussir. Plutôt que de construire des modèles mondiaux, les robots comportementaux réagissent simplement à leur environnement et aux problèmes qui se posent dans cet environnement. Ils s’appuient sur les connaissances internes tirées de leurs expériences passées et sur leurs comportements de base pour résoudre les problèmes.

L’histoire
L’école des robots comportementaux doit beaucoup aux travaux entrepris dans les années 1980 par Rodney Brooks au Massachusetts Institute of Technology, qui, avec ses étudiants et ses collègues, ont construit une série de robots à roues et à pattes utilisant l’architecture de subsumption. Les papiers de Brooks, souvent écrits avec des titres légers tels que “La planification est juste un moyen d’éviter de voir ce qu’il faut faire ensuite”, les qualités anthropomorphiques de ses robots et le coût relativement bas de développement de tels robots ont popularisé l’approche basée sur le comportement .

Le travail de Brooks repose, par accident ou non, sur deux jalons antérieurs de l’approche basée sur le comportement. Dans les années 1950, W. Gray Walter, un scientifique anglais expérimenté en neurologie, construisit une paire de robots à tubes à vide exposés au Festival of Britain en 1951 et dotés de systèmes de contrôle simples mais efficaces et basés sur le comportement.

Le deuxième jalon est l’ouvrage publié en 1984 par Valentino Braitenberg, “Vehicles – Experiments in Synthetic Psychology” (MIT Press). Il décrit une série d’expériences de pensée démontrant comment de simples connexions capteur / moteur câblées peuvent donner lieu à certains comportements complexes tels que la peur et l’amour.

Les travaux ultérieurs dans BBR proviennent de la communauté de robotique BEAM, qui s’appuie sur le travail de Mark Tilden. Tilden a été inspiré par la réduction de la puissance de calcul nécessaire aux mécanismes de marche des expériences de Brooks (qui utilisait un microcontrôleur pour chaque jambe), puis réduit les exigences de calcul à celles des puces logiques, de l’électronique à base de transistors et de la conception de circuits analogiques.

Une direction de développement différente inclut des extensions de la robotique basée sur le comportement aux équipes multi-robots. L’objectif de ce travail est de développer des mécanismes génériques simples qui aboutissent à un comportement de groupe coordonné, implicitement ou explicitement.

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