Un système conçu par des chercheurs du MIT permet aux appareils intelligents interconnectés de déterminer de manière combinée leurs positions dans des environnements où le GPS est défaillant. © Christine Daniloff, MIT

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Les objets connectés pourront communiquer leur position sans GPS

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Comment localiser un objet qui ne possède pas de puce GPS ou situé dans une zone de couverture compliquée ? Des chercheurs du MIT, épaulés de collègues espagnols et italiens, sont parvenus à faire communiquer des objets connectés en combinant mathématiques et Wi-Fi.

De nombreux objets intègrent une puce GPS qui leur permet de déterminer leur position avec une bonne précision. Il existe de plus en plus d'objets connectés, souvent de plus en plus petits, et tous n'ont pas été dotés d'un système GPS. Comment est-il alors possible de les localiser, ou alors d'établir la position exacte dans un environnement où aucun système de localisation n'est accessible ? Une équipe de chercheurs a mis au point un système qui permet aux objets de se localiser entre eux.

Avec l'internet des objets (IoT), un nouveau concept est en train d'émerger, celui de la « localisation des objets ». Il existe déjà certaines solutions pour contourner l'absence de signal ou de module GPS, en utilisant notamment les ondes Wi-Fi. En mesurant la perte d'intensité du signal, les appareils peuvent estimer leur distance les uns des autres. Cependant, cette méthode souffre de certains défauts, notamment si d'autres signaux font interférence, ou s'il existe des surfaces réfléchissantes. Dans ces cas, le signal peut emprunter un chemin indirect, et parcourir une distance beaucoup plus grande que celle qui sépare les objets.

La probabilité utilisée pour améliorer la précision

Une équipe composée de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), de l'université de Ferrare en Italie, du centre basque des mathématiques appliquées (BCAM) en Espagne et de l'université de Californie du Sud est parvenu à créer un système qui fonctionne même dans des environnements bruyants et privés de GPS. Chaque appareil dans un réseau constitue un nœud pour échanger des informations sur leur localisation, grâce aux ondes, en mesurant notamment la puissance, l'angle et la durée du trajet des ondes, mais également grâce à des cartes numériques et de données de capteurs de mouvement.

Les données sont considérées comme imprécises par le système, qui fait appel à l'apprentissage automatique pour calculer toutes les localisations possibles en combinant les différentes données et en réduisant la dimensionnalité, un processus mathématique qui permet de limiter la complexité des informations recueillies. En multipliant les mesures et les sources d'informations, un appareil peut combiner les informations ayant une forte probabilité d'être justes, et celles ayant une faible probabilité.

Pour les systèmes de navigation autonome ou dans les villes intelligentes, il est indispensable que les objets puissent communiquer entre eux. Même lorsque la couverture GPS est mauvaise ou inexistante. © Phiar

Un système qui pourrait localiser les autres appareils

Lorsque l'environnement se dégrade, notamment avec la multiplication de surfaces réfléchissantes créant des échos, les systèmes classiques, qui se basent sur une seule valeur jugée comme étant absolument fiable, voient leur précision chuter de manière dramatique. Ce nouveau système, qui garde beaucoup plus d'informations, y compris celles jugées moins fiables, parvient à s'adapter et sa précision ne diminue pas. Il suffit alors d'un seul nœud dans le réseau ayant une géolocalisation précise, comme un GPS ou une borne Wi-Fi, pour que tous les autres appareils parviennent à établir leur propre précision.

L'équipe poursuit les recherches pour créer un système qui demande moins de puissance de calcul pour les appareils plus limités. Les chercheurs comptent également pouvoir localiser les appareils qui ne peuvent pas partager d'informations, en analysant la rétrodiffusion des signaux, permettant aux autres nœuds du réseau de détecter leur présence et calculer leur position.

  • Les appareils connectés peuvent désormais partager les informations de position même sans GPS.
  • La puissance, l’angle et la durée du trajet des ondes permettent de localiser un objet dans un réseau.
  • Une innovation qui permet de faire fi des interférences.
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