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Un robot qui communique avec les poissons - Par : Hanen Hattab,

Un robot qui communique avec les poissons


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Robot qui communique avec les poissons

L’image d’entête achétée du site istock.com : elle est protégée par des droits d’auteur.

Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne ont créé un robot qui communique avec les poissons. En plus de l’enjeu technologique, leur recherche vise à étudier les interactions sociales de l’espèce qui leur a servi de modèle.bla bla blabla bla bla bla[/tooltip]

La conception d’animats, des robots inspirés d’animaux, qui vivent en groupe est particulièrement difficile : l’avatar doit réussir à intégrer le groupe, interpeller les individus par des stimuli et tester leurs réponses. Il doit de fait avoir une apparence et un comportement adéquats et réussir à se faire accepter par les animaux comme membre du groupe.

Les chercheurs ont choisi d’étudier l’espèce Danio rerio, le poisson-zèbre, pour sa robustesse et parce qu’il vit au sein de groupes qui changent de direction et se déplacent très rapidement.

Design et caractéristiques techniques

Le robot reproduit les caractéristiques physiques du poisson, soit sa morphologie, ses couleurs et ses rayures. Les caractéristiques comportementales du poisson-zèbre, telles que la vitesse linéaire, la vitesse d’accélération, la distance moyenne entre individus, la taille des groupes, leurs vibrations et leurs mouvements ainsi que le rythme auquel ils bougent leur queue, ont été aussi prises en considération dans sa conception.

Le robot-poisson est muni d’aimants qui le relient à un petit moteur installé sous l’aquarium afin de le propulser dans l’eau. Les chercheurs ont également créé un système en boucle fermée dans lequel ce robot peut non seulement influencer le comportement des poissons, mais aussi adapter son propre comportement à celui des poissons-zèbres en apprenant à communiquer et à bouger comme eux. Pour ce faire, il est doté d’un modèle stochastique qui permet d’optimiser ses capacités comportementales biomimétiques. Le modèle relie la perception visuelle du robot à son comportement et se base sur l’expérience afin d’imiter les mouvements et les réactions du poisson-zèbre dans le groupe. En conséquence, le mécanisme de nage initialement conçu avec l’aide de biologistes s’est progressivement amélioré au fur et à mesure que le robot passait plus de temps avec le groupe.

Tests comparatifs

Mesurant sept centimètres de longueur, l’animat est un peu plus long que le poisson-zèbre, respectant toutefois ses proportions. L’équipe a testé le robot dans différents aquariums. Certains étaient compartimentés en zones délimitées comme des petites pièces et des couloirs. Les tests ont impliqué utilisé dix groupes de quatre poissons-zèbres qui ont interagi avec le robot. Pour chaque test, les chercheurs ont enregistré la position et le mouvement de chaque poisson, le mouvement du groupe et la propension du robot à s’intégrer aux différents groupes. Ils ont ensuite comparé leurs résultats avec des observations faites sur des groupes de cinq poissons-zèbres nageant dans les mêmes conditions, mais sans la présence du robot. Le comportement du robot correspondait aux attentes.

Des études similaires avaient déjà été réalisées sur des cafards. Pour s’intégrer dans une communauté d’insectes, un robot doit seulement émettre certains types de phéromones. Or s’intégrer dans une communauté de vertébrés, comme les poissons, implique beaucoup plus de critères à reproduire, en ce qui concerne l’apparence et les mouvements.

L’équipe du Robotic Systems Laboratory (LSRO) a été dirigée par Francesco Mondada, professeur spécialisé en robotique bio-inspirée, micro ingénierie et intelligence artificielle. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans le journal Bioinspiration & Biomimetics le 27 septembre 2017, dans un article intitulé « How mimetic should a robotic fish be to socially integrate into zebrafish groups ? »   coécrit par Leo Cazenille, Bertrand Collignon, Yohann Chemtob, Frank Bonnet, Alexey Gribovskiy, Francesco Mondada, Nicolas Bredeche et José Halloy.

La recherche fait partie du programme européen Horizon 2020.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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