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Le robot-rat Psikharpax et ses vibrisses

Dossier - La robotique inspirée de la nature
DossierClassé sous :robotique , technologie , biologie

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En 1960 naît une discipline nommée la « bionique », marquant officiellement l’intérêt des scientifiques pour les innombrables astuces découvertes par les systèmes vivants au cours de leur évolution. Le terme vient de la contraction de « biologie et technique » ou « biologie et électronique ».

  
DossiersLa robotique inspirée de la nature
 

Parmi les outils sensoriels reproduits les plus connus se trouvent les vibrisses du robot-rat Psikharpax. Ce robot aux moustaches sensitives est assez exceptionnel.

Psikharpax, le robot-rat, qui développe tout seul des capacités, par apprentissage. © CNRS Photothèque/ISIR/Rajau Benoît

Les recherches sur le robot-rat Psikharpax seront brièvement mentionnées ici car un dossier très complet lui est consacré sur ce site. Elles consistent à concevoir un « bio-GPS » par la coordination de neurones artificiels liés à la navigation simulant ceux qui ont été découvert chez le rat. Il s'agit de neurones de lieux, de neurones de grille et de neurones de direction de la tête donnant respectivement des informations de localisation, de distance et de direction. Les données de l'environnement sont enregistrées par plusieurs sources sensorielles. Dans le cas de ce robot, il est équipé de capteurs visuels, auditifs, vestibulaires et tactiles, ces derniers étant concrétisés par des vibrisses artificielles. Le robot est capable de se construire une représentation spatiale (une « carte mentale ») d'un environnement inconnu et ainsi de réaliser des trajets « dans sa tête » avant de les pratiquer réellement. D'autres circuits nerveux liés au problème de la sélection de l'action sont investigués également pour permettre au robot de choisir entre une navigation « réactive », s'il voit le but, ou « cognitive », si le but est caché.

© Christophe Grand, Steve Nguyen et Patrick Pirim, LIP6, ISIR & BVS

Les vibrisses des rats

Psikharpax, notre robot-rat, est équipé de plusieurs systèmes sensoriels, dont des vibrisses, les « couteaux suisses » des rats. Ces derniers les utilisent en effet pour trouver et distinguer de la nourriture, discriminer des textures plus ou moins rugueuses, reconnaître des objets, estimer la vitesse du vent, estimer la vitesse de leur propre déplacement, percevoir les ondes sonores, se maintenir hors de l'eau en nageant, courtiser un partenaire, s'orienter dans un environnement inconnu, jauger la taille d'un orifice avant de s'y engouffrer ou la longueur d'un petit fossé avant de le franchir. 

Les robots à vibrisses intéressent beaucoup les roboticiens, notamment pour se passer de capteurs visuels qui engendrent des traitements complexes. Elles peuvent également le diriger dans l'obscurité sans le concours d'ondes sonores, qui peuvent être brouillées dans certaines situations.

Psikharpax le robot-rat. © Christophe Grand, Steve Nguyen et Patrick Pirim, LIP6, ISIR & BVS