Archives de la catégorie ‘robotique’

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Tous ceux qui ont visité le magnifique musée de l’automobile de Turin (que je conseille sans aucune hésitation) se rendront compte que la roue, le pneu, bref, le moyen de se mouvoir pour un véhicule terrestre n’est pas forcément aussi simple qu’il n’y paraît. On y voit une collection fascinante de roues, de pneus, de concepts plus ingénieux les uns que les autres. Comme quoi, rouler, ce n’est pas simple.

En particulier, dans le monde du combat terrestre, se déplacer rapidement peut être une alternative à la course au blindage et à la protection. J’avais d’ailleurs déjà parlé dans ce blog des défis conçus par la DARPA (l’agence américaine pour les projets avancés de recherche en matière de défense). Parmi ceux-ci, le défi GXV-T (Ground X-Vehicle Technology, qui visait il y a quelques temps à inventer un nouveau concept pour le véhicule armé blindé du futur. Plus que le char de l’avenir, l’idée consistait en particulier à lutter contre l’idée que ce véhicule serait plus lourd, plus blindé, plus résistant. Avec un objectif déclaré : réduire le poids du véhicule de moitié, doubler leur vitesse de pointe (donc remplacer la protection par l’agilité et la vitesse), tout en étant capable de se déplacer sur 95% des terrains imaginables.

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Un défi ambitieux qui a permis de développer un concept novateur : un véhicule agile, transformable, doté de toutes les technologies de navigation modernes, de LIDARs permettant de cartographier l’environnement, ou encore d’un cockpit mettant en œuvre des technologies de réalité augmentée permettant de tracer l’itinéraire le plus efficace d’un point de vue tactique, avec des pare-brise virtuels utilisant des caméras en lieu et place de vitrage.

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Mais l’une des innovations les plus inattendues porte sur une technologie que chacun d’entre nous considère immuable – à tort – : la roue.

Outre des technologies finalement assez connues (l’idée de mettre par exemple le moteur à l’intérieur de la roue, un concept baptisé Electric In-Hub motor développé avec la société QinetiQ, mais connue par les constructeurs et équipementiers automobiles) le défi a permis de développer un nouveau concept : le MMES pour « Multi-mode Extreme Travel Suspension ».

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Le concept est le suivant : la roue n’est plus un dispositif fixe, mais un système, qui s’adapte au terrain et à ses irrégularités. Le système MMES a pour objectif d’ajuster dynamiquement la hauteur et la forme de la roue en fonction du terrain.

Les roues MMES du véhicule concept GXV-T sont donc des roues adaptatives hydrauliques indépendantes, qui s’ajustent au relief du terrain afin de conserver une assise stable au véhicule. Voir la vidéo ci-dessous :

Mais un système concurrent, baptisé RWT pour Reconfigurable Wheel-Track, va plus loin. La roue devient un système robotisé muni de capteurs. Sur un terrain normalement praticable, rien à signaler : la roue est un cercle qui fonctionne de manière classique. Mais dès lors que le terrain devient irrégulier ou glissant, la roue devient triangulaire, fonctionnant à la manière d’une chenille (voir la vidéo ci-après) :

Et cela semble fonctionner sur la boue, la neige, ou les surfaces glissantes comme le gravier. Outre le caractère ingénieux de la chose, j’aime beaucoup cette innovation car elle montre bien que ce que l’on prend pour acquis (la roue) est quand même susceptible d’évoluer, de progresser, d’innover.

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Le système a été développé par les cadors (sic) de la robotique, le Carnegie Mellon University National Robotics Engineering Center (CMU NREC). Et le concept fonctionne : il a été testé sur une base de véhicule HUMVEE au Maryland.

L’innovation, c’est un état d’esprit, et réinventer la roue en est indubitablement l’illustration…

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Comme promis, de retour de vacances (un peu agitées mais aussi très agréables compte tenu de mon actualité personnelle), je reprends le fil de ce blog. J’en profite pour vous assurer que même si je prends de nouvelles fonctions, je continuerai à animer VMF214, ne serait-ce que parce que cela me force à rester ouvert et curieux. J’en profite aussi pour vous dire combien je suis heureux et impatient de débuter ma nouvelle mission, dans ce domaine qui me passionne, et pour mon pays.

En attendant, voici un drôle d’oiseau. Baptisé Cormorant, il s’agit en réalité d’un robot, hybride entre un taxi volant du film « le cinquième élément » et d’un vaisseau de Blade Runner. Initialement baptisé AirMule (on voit pourquoi ils ont décidé de changer), le Cormorant est de conception israélienne, et développé par la société Tactical Robotics, une filiale de Urban Aeronautics Ltd. Située en Israel, à Yavne, elle est dirigée par le Dr Rafi Yoeli.

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Le Cormorant est un UAV (Unmanned Aerial Vehicle) militaire, destiné à porter des charges importantes de manière autonome. Ses capacités d’emport ? 764 Kg (soit 1681 lb), à une vitesse de 100 nœuds (185 km/h), et un rayon d’action qui dépend de sa charge utile, hors fuel (plusieurs centaines de km à vide, environ 50km avec une charge d’une demi-tonne). Il est propulsé par deux turbines soufflantes incluses dans la carlingue (connectés au moteur Turbomeca Arriel 2N) qui lui confèrent des capacités VTOL (Vertical Take-Off and Landing) avec un facteur de taille très compact en comparaison d’un hélicoptère classique (3,5m de largeur, 2m30 de hauteur, 6m20 de longueur), ainsi que par deux rotors horizontaux.

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En pratique, cela revient à emporter des charges lourdes (eau, nourritures, armement), ou plusieurs blessés dans le cadre d’une évacuation sanitaire, par exemple. Les concepteurs ont d’ailleurs prévu que le blessé, une fois embarqué, puisse être connecté via une liaison satellitaire à un centre de télédiagnostic ayant notamment accès à l’évolution de ses constantes vitales.

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De plus, le Cormorant est construit en fibres de carbone, ce qui permet de lui conférer une certaine discrétion radar (la signature infrarouge étant elle aussi réduite par l’emploi de systèmes de refroidissement par air, ce qui donne au Cormorant sa forme un peu étrange). Son système de stabilisation lui permet de résister à des vents de 40 nœuds, même si la vidéo du dernier essai du Cormorant montre que le vol ne doit pas être de tout repos, surtout pour un blessé – voir ci-dessous.

Pour assurer une certaine stabilité, un système original a été développé par Tactical Robotics. Il s’agit de micro-rotors en cascade situés à proximité des turbines soufflantes. Le souci ? Sans un système de stabilisation dynamique, le problème – connu – de ce type de turbine est une sensibilité trop importante notamment aux rafales et vents de travers. Le système imaginé par les concepteurs du Cormorant consiste à disposer des micro-rotors à proximité des turbines (aspiration et sortie), contrôlés électroniquement de manière à générer des forces contraires permettant d’équilibrer le véhicule.

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En ce qui concerne son pilotage, un plan de vol est rentré dans le système de préparation et de conduite de mission (deux valises tactiques avec leurs écrans) – une fois ce plan validé, l’opérateur peut laisser la bête en pilotage autonome, même s’il peut reprendre la main en cas de besoin. Bon, si vraiment il y a un gros souci, le système dispose tout de même d’un parachute avec un système de déploiement par fusée.

Ce type de véhicule semble donc appelé à se généraliser, qu’il s’agisse du côté autonome (drones en tous genres) ou du système de propulsion de type hoverboard. A ce sujet, une pépite française, la société Zapata, a développé un système impressionnant – voir ce post – qui pourrait sans doute être utilisé pour les besoins des Forces Spéciales. Un domaine à suivre, qui montre qu’au-delà des « robots tueurs » et autres fantasmes, la robotique opérationnelle est bel et bien un domaine en expansion, au service des opérationnels et au plus près du terrain.

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Le titre peut faire sourire, mais la nouvelle est bien sérieuse. C’est la société turque Albayraklar (son site web n’est malheureusement pas traduit en anglais et je ne parle pas le turc donc je ne peux pas vous en dire grand chose) qui a dévoilé une vidéo montrant un essaim de drones sous-marins comparables à des raies manta, évoluant sous l’eau et approchant d’autres poissons, jusqu’au moment où ils détectent la présence d’un porte-avions, se faufilent sous sa coque et font détoner leurs charges explosives. Voici le film (ci-dessous).

Science-fiction ? Invention délirante. Eh bien en fait non. Au-delà de l’aspect un peu kitsch de la vidéo, il s’agit bien d’un projet sérieux. Car l’intérêt du biomimétisme, et dans ce cas particulier d’imiter la raie, c’est de s’inspirer des caractéristiques uniques de sa propulsion. A la différence des requins ou autres poissons osseux, la raie se propulse par un mouvement unique de ses ailes, qui lui confère plusieurs capacités. En premier lieu, la stabilité sans avoir besoin de propulseur, ni de stabilisateurs. Et donc, par conséquence, une grande discrétion sous l’eau : pas de bruit, pas de signature sonar. Ce mode de propulsion par déformation et ondulation des ailes (à l’aide de trois moteurs intégrés dans le robot) lui confère également une grande endurance (12h à une vitesse de 5,5 nœuds). On trouve également deux caméras lui permettant de transmettre une image (voire, à terme, de faire de la reconnaissance automatique).

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Le robot – de son petit nom Wattozz (a priori une adaptation du mot turc pour « raie ») possède une structure interne en titane et aluminium ; il est recouvert d’une couche de matériau absorbant afin de rendre le métal invisible au sonar, et dispose d’ailerons en silicone. Il comporte aussi des petits électro-aimants qui lui permettent, une fois sa cible repérée, de s’y fixer. Il peut également se poser sur le fond sous-marin, en attente de sa cible. Sa taille n’est pas précisée, mais si l’on en croit la vidéo, il fonctionne par essaim, ce qui signifie qu’il n’est pas suffisamment grand pour infliger les dommages nécessaire à sa cible, à lui seul.

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Comment est-il contrôlé ? C’est une bonne question à laquelle je ne suis pas parvenu à trouver une réponse convaincante. On parle d’ondes sonores sous-marines cryptées, j’imagine qu’il s’agit là d’une formulation pour le canal acoustique sous-marin (ASM) – un mode de communication connu, efficace mais complexe car le milieu sous-marin n’est pas isocélère, et que la propagation du son varie en fonction de la température, la pression hydrostatique ou même la salinité. Cela semble néanmoins être une bonne solution, mais qui requiert un compromis entre robustesse du signal et efficacité du système de transmission. Cependant, je ne suis pas un spécialiste.

Ce n’est d’ailleurs pas la seule initiative de ce genre. On peut par exemple citer le robot Manta de la société Evologic, ou le MantaDroid de la NUSde Singapour (ci-dessous).

Mais c’est en tout cas le seul projet biomimétique militaire de ce type. Il est d’ailleurs si bien intégré dans son environnement biologique, que pour lui éviter de se faire dévorer par des prédateurs, la société Albayraklar a décidé de doter le Wattozz d’un système d’autoprotection par ultrason afin de décourager tout requin qui serait un peu trop gourmand.

Au-delà de l’aspect original, il s’agit bien de biomimétisme appliqué au monde de la défense. Car la propulsion de la raie est bien plus efficace – en termes de vitesse, de discrétion, d’énergie – que celle conférée par une hélice classique.

La nature est donc une superbe source d’inspiration pour les ingénieurs – ainsi, la marine américaine s’est inspirée des nageoires pectorales des poissons pour développer des robots sous-marins coopératifs (« finned bioinspired unmanned underwater vehicles ») en vue de conduire des missions d’exploration en zone littorale ou au plus près des côtes.

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Dans de tels environnements, la turbidité de l’eau, la présence de nombreux courants et d’obstacles ne permettent pas l’emploi de drones sous-marins classiques. En ce cas, la propulsion par nageoires pectorales à très basse vitesse permet une manœuvrabilité inaccessible par des techniques conventionnelles. L’US Navy a ainsi développé WANDA (oui, c’est un acronyme pour Wrasse-inspired Agile Near-shore Deformable-fin Automaton !!!), un drone sous-marin portable capable de se déplacer à 2 nœuds, ou de résister à des courants de 2 nœuds.

On n’arrête pas le progrès, surtout quand il s’inspire de 4 milliards d’années d’ingénierie appliquée, l’Evolution.

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Je suis d’accord, les articles sur les solutions anti-drones fleurissent sans doute un peu trop sur Internet, ainsi d’ailleurs que sur ce blog. J’ai donc tendance à lever le pied sur ce type de sujets – mais pour le coup, l’approche que je vous propose de décrire ici est intéressante. Car plutôt que de détecter la présence d’un drone, il s’agit de savoir si celui-ci vous observe ou non.

Pour ce faire, les chercheurs de la prestigieuse université Ben Gurion à Beer Sheva ont développé une approche originale visant à comprendre ce que le drone observe. La méthode est ingénieuse et repose sur l’analyse du signal radio de transmission des données à la station de contrôle.

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La technique repose sur ce que l’on appelle les « delta frames », une technologie utilisée dans le domaine du streaming vidéo. Pour expliquer simplement le principe, il suffit de comprendre que dans une vidéo, généralement seul un petit pourcentage des pixels diffère entre deux images successives. Evidemment, cela dépend de la complexité et de la dynamique de la vidéo, mais il est plus avantageux, en termes de compression, de ne transmettre que les différences entre images successives en lieu et place des images brutes. Donc si l’on simplifie, si je regarde une maison ou une fenêtre et que je souhaite transmettre l’information, il n’y aura qu’un très petit nombre de pixels qui changera entre deux frames successives.

Le delta framing utilise donc cette approche, en transmettant dans le flux vidéo des P-Frames ou des B-Frames (les premières dites prédictives ne contiennent que les changements par rapport aux frames précédentes, les secondes dites bidirectionnelles sont des P-Frames qui contiennent aussi des informations sur la frame suivante).

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Si l’on intercepte le flux radio de transmission des données par un dispositif assez simple (ci-dessus), on peut tenter de comprendre la nature de l’image, en regardant uniquement l’enchaînement des delta frames. L’idée est d’identifier des « patterns » dans l’enchaînement des frames en provoquant un stimulus artificiel qui sera observé et donc transmis par le drone.

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Dans l’expérience, les chercheurs utilisent un « smart film », en gros un film transparent qui devient opaque lorsqu’il reçoit une stimulation électrique. En faisant clignoter la fenêtre munie du smart film, les chercheurs génèrent un pattern clignotant reconnaissable dans le streaming vidéo, qui permet de déterminer que le drone effectivement observe la maison.

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Là où c’est extrêmement malin, c’est que le système est totalement indépendant de la nature des frames, et donc fonctionne même en présence de trames cryptées. Au passage, l’équipe de Ben Gurion comprend le célèbre professeur Adi Shamir, l’un des inventeurs du système de cryptage RSA.

L’expérience est visible ici (et s’appelle « Game of Drones ») – elle permet de bien comprendre le dispositif :

On voit clairement que le streaming video change de nature selon un pattern donné, lorsque le stimulus est présenté. Alors certains peuvent dire que cela ne fonctionnerait pas en réalité car le pattern serait visible, ou que le drone bougerait trop… En réalité, on peut imaginer une grande variété de dispositifs de « watermarking » qui pourraient exploiter les delta frames, sans que l’observateur ne s’en rende compte (par exemple en générant des variations subtiles dans des longueurs d’onde peu visibles). Evidemment, si le drone capture les images sans les transmettre, l’approche ne fonctionne pas ; c’est l’une des limites du système.

En tout cas l’idée est véritablement innovante, et pourrait constituer la base d’une nouvelle génération de systèmes de détection (sans doute peu onéreux) applicables à des installations sensibles.

Pour les lecteurs intéressés, vous trouverez l’article ici 

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(je reprends le fil de ce blog après une semaine passée à Washington, notamment dans l’écosystème de l’innovation).

Lutter contre une menace aérienne, un missile, ou même un drone, cela fait partie des tâches classiques des unités de protection anti-aérienne. Maintenant, imaginez que vous surveillez une base opérationnelle avancée… Tout à coup, à quelques kilomètres, vous voyez apparaître un point noir. Non, finalement, pas un point, mais plusieurs dizaines ou centaines de points vrombissants. Ce sont des drones, communiquant les uns avec les autres pour effectuer des manœuvres d’esquive ou d’attaque coordonnées (voir cet article), portant chacun une charge explosive. Oups.

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Ce n’est évidemment pas là un scénario de science-fiction, même si cela n’était pas envisageable il y a seulement une dizaine d’années. C’est même la situation exacte qu’a vécu une unité russe stationnée autour de Latakieh en Syrie, le 6 janvier dernier, lorsque les radars ont identifié 10 drones  armées de charges explosives volant vers la base aérienne de Hmeimim, tandis que trois autres drones prenaient la direction de la base navale de Tartous.

Six assaillants ont été neutralisés (d’après les dires de l’armée russe) par des moyens de guerre électronique (interception des communications, leurrage et prise de contrôle à distance). Les drones restants ont été vaporisés par une « nouvelle » arme, le Pantsir-S, déployée par l’armée russe en Syrie depuis août 2017.

Le Pantsir-S, c’est en gros le croisement d’un blindé haute performance muni de deux canons de 30mm et d’une batterie comportant un système de douze missiles sol-air. Subtilité slave. Mais le Pantsir, ce n’est pas un inconnu – l’OTAN le connaît sous le nom de SA-22 Greyhound, et c’est le dernier rejeton d’une longue lignée de blindés dédiés à la protection aérienne, et qui remonte jusqu’au châssis du tank amphibie PT-76 – le premier Pantsir (mot russe signifiant carapace) a été mis en service en 1995.

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Le système fonctionne de la manière suivante : le Pantsir dispose d’un radar passif permettant de détecter des pistes jusqu’à 35km. Un second radar, plus précis, prend alors le relais à partir de 24km pour accrocher les cibles – en outre le système dispose de relais optroniques en cas de brouillage des radars, en voies optique et thermique. Le processus de détection et de verrouillage peut être réalisé en moins de 6 secondes. Une fois les mobiles accrochés, le Pantsir peut tirer jusqu’à 4 missiles sur deux ou trois cibles simultanées – il s’agit de missiles radiocommandés 257E6 d’une portée de 20km. Une fois tirés, c’est le véhicule qui permet de les diriger à Mach3 jusqu’aux cibles par liaison radio. Le Pantsir dispose également d’une tourelle munie des deux canons 2A38 de 30mm permettant de tirer 700 munitions avec une cadence de 2500 coups/minute.

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Outre sa capacité à neutraliser des drones, il s’agit en fait de la dernière ligne de défense d’un système de protection et de défense sol-air intégré. Typiquement, le Pantsir est associé à un système de missiles longue portée, haute altitude comme le S400. Mais il s’agit aussi d’une nouvelle doctrine en termes de protection sol-air. Classiquement, c’est l’armée de l’air qui est chargée de « nettoyer le ciel » de toute menace. Mais avec l’avènement des drones, et l’émergence de menaces du type de celles que les russes viennent de connaître (sans doute de la part du groupe Ahrar-Ash-Sham) – des attaques coordonnées, massives et très agiles- c’est maintenant aux unités blindés qu’il incombe d’assurer leur propre protection. Partant, il devient nécessaire de développer de nouvelles capacités, de nouveaux systèmes d’armes, de nouvelles stratégies. Le Pantsir en est l’une de premières incarnations, sans doute pas la dernière.

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Sans doute vous souvenez vous de « Big Dog », robot emblématique de la société américaine Boston Dynamics, supposé assister les fantassins lors de leurs déplacements ? Big Dog fut l’incarnation de cette nouvelle génération de robotique militaire, permettant aux combattants de disposer d’une « mule » robotisée capable de les suivre sur n’importe quel terrain. Son successeur, baptisé AlphaDog ou LS3 (legged squad support system) avait ainsi fait l’objet d’une expérimentation grandeur nature dans le cadre des exercices Pacific Rim, par les US Marines.

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Je l’avais écrit dans cet article, après un programme d’évaluation de 32 millions de $, l’armée américaine avait finalement renoncé au projet, en particulier parce que l’engin, muni d’un moteur thermique, était particulièrement bruyant et donc inadapté aux opérations.

La société Boston Dynamics a ensuite connu plusieurs péripéties (en annonçant renoncer aux robots militaires, puis non, puis si, puis….non). La DARPA a en effet poursuivi son soutien, et ce mois-ci un nouveau robot baptisé Spot Mini a été dévoilé, et ce n’est rien de le dire, il est impressionnant.

Sa technologie d’abord : le Spot Mini (petit frère du Spot, donc) est un robot quadrupède léger (une trentaine de kilos lorsqu’il dispose de son bras articulé). Ce poids lui permet d’être un robot « tout-électrique », disposant d’une autonomie non négligeable de 90 minutes. Et comme il est électrique, il est particulièrement discret.

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Il peut être muni d’un bras articulé préhensile à cinq degrés de liberté lui permettant de capturer des objets, et dispose d’une suite de capteurs assez avancée (caméra stéréo, centrale inertielle, potentiellement caméra IR…), ce qui en fait un engin assez intéressant, notamment pour évoluer discrètement en environnement urbain.

Là où cela devient carrément bluffant, c’est dans la vidéo ci-dessous.

On voit un SpotMini buter devant une porte fermée… et attendre qu’un autre robot, possédant le bras articulé, lui ouvre la porte. Difficile de savoir avec cette seule vidéo si la communication et le comportement collaboratif ont été explicitement codés. Il faut toujours se méfier des apparences, et le comportement observé pourrait simplement s’expliquer par le fait que le robot muni du bras a continué à explorer son environnement, et que l’ouverture de la porte a simplement été exploitée par opportunisme par le premier robot.

Néanmoins, cela permet d’observer un couplage intéressant entre deux robots potentiellement utilisables en environnement hostile, et qui cette fois-ci répondent à l’impératif de discrétion que Big Dog était incapable de respecter.

Bon, le souci c’est évidemment l’anthropomorphisme, et je ne donne pas plus de quelques jours pour que des articles fassent le lien entre Spot Mini, et les robots « tueurs » comme le robot présenté dans l’épisode « Metalhead » (ci-dessous)  de l’excellente série Black Mirror (que je vous recommande très chaudement).

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Au passage, j’ai reçu le nouveau livre de Brice Erbland, officier pilote de l’ALAT et auteur de l’essai « dans les griffes du Tigre : récits d’un officier pilote d’hélicoptère de combat en Afghanistan et en Libye » – que je conseille également – qui s’intéresse aux robots tueurs avec ce titre accrocheur : « Robots tueurs : que seront les soldats de demain ? ». J’en ferai le commentaire dans un prochain article.

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Revenons au Spot Mini ; il s’agit donc d’un concept intéressant, impressionnant si véritablement le comportement collaboratif a été volontairement implémenté.

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En revanche, le concept d’emploi devra être étudié. Ses capacités d’emport semblant limitées, l’utilisation qui semble la plus immédiate est aujourd’hui la patrouille et la protection de sites ou de périmètres, ou la reconnaissance au service soit de groupes d’intervention (modulo le bruit qui, même diminué, reste présent) soit de fantassins (reconnaissance d’un itinéraire, neutralisation d’IED). Mais le domaine évolue rapidement, et SpotMini montre qu’aujourd’hui, les concepteurs de robots ont une approche que l’on pourrait appeler « holistique » en concevant en même temps le hardware, le logiciel, et l’aspect comportemental du robot. Ce n’est qu’en adoptant une telle approche que les applications militaires de la robotique pourront réellement être étudiées.

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Le biomimétisme est un domaine en plein essor, et nous avons déjà parlé dans ce blog de l’inspiration de la nature dans différents domaines (camouflage, mobilité…). Cette fois-ci, un petit éclairage sur le programme OFFSET de la célèbre DARPA (rappel : Defense Advanced Projects Research Agency).

Là où il y a programme militaire, il y a acronyme et celui-ci (OFFSET, donc) signifie OFFensive Swarm-Enabled Tactics, soit tactiques offensives en essaim. La robotique en essaim, c’est un serpent de mer (pour rester dans la métaphore biologique); depuis les années 1990, de nombreux chercheurs et instituts s’inspirent de la nature et du comportement en essaim des oiseaux et des insectes pour imaginer des modes de travail collaboratifs pour des robots.

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Car un essaim, c’est un système multi-agents en mouvement, un système complexe capable de comportements émergents et adaptés. A la différence d’un système classique (un vecteur, une mission), un essaim semble capable de prendre des décisions complexes et coordonnées dans un environnement non structuré. On parle d’auto-organisation, un processus par lequel de multiples décisions individuelles entraînent un comportement au niveau du groupe.

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Prenons l’exemple d’un essaim d’insectes sociaux (fourmis, criquets…). Chaque individu possède des capacités de mouvement et de préhension limitée, l’ensemble de l’essaim étant quant à lui capable d’édifier des structures complexes. Autre exemple : les poissons ou oiseaux capables d’échapper à des prédateurs en utilisant des tactiques d’évitement tournoyantes complexes, sans que la trajectoire ne soit définie à l’avance, et chaque membre de l’essaim se fondant sur le comportement de ses voisins immédiats.

L’idée de la robotique en essaim, c’est donc de développer des algorithmes adaptés à des centaines ou des milliers de robots simples, chacun disposant de fonctions et de capacités de base et d’une connaissance limitée du monde et de ses voisins, afin de développer un comportement collectif résultant de la combinaison des actions individuelles.

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Dans le programme OFFSET, la DARPA s’intéresse au combat urbain et vise à utiliser des techniques innovantes en essaim pour établir et maintenir une supériorité opérationnelle dans cet environnement. Car l’exploration d’un théâtre d’opérations en zone urbaine est complexe : l’environnement est imprévisible, compliqué (occlusion, multiples chemins, découpage vertical de l’espace). Une stratégie de type essaim permettrait d’avoir un réseau de capteurs distribués et dispersés, une combinaison des effecteurs, et une distance opérationnelle accrue. L’idée dans le programme est d’employer environ 250 éléments autonomes et hétérogènes au sein de l’essaim, dans une zone équivalant à 8 blocs urbains (rappelons que nous sommes aux USA et que leurs villes sont conçues avec Minecraft – juste pour plaisanter), et pour une durée moyenne de mission de 6 heures.

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La logique est présentée dans le schéma ci-dessous : les individus sont munis d’algorithmes de base (ainsi SLAM signifie Simultaneous Location & Mapping, cartographie et localisation simultanées). Des missions de plus haut niveau sont définies (les primitives), et le système multi-agents doit lui montrer l’emploi de tactiques (comme donner l’assaut à un bâtiment).

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Pour ce faire (et comme présenté dans la vidéo ci-après), l’agence cherche à développer un environnement interactif de type jeu vidéo permettant à des opérateurs humains de juger de la pertinence des tactiques de l’essaim observées. En parallèle, la DARPA souhaite disposer d’une plate-forme de test physique permettant d’évaluer les individus autonomes et de définir une architecture de contrôle.

Dans sa forme, le projet est dynamique et itératif et utilise la méthode agile: tous les 6 mois, la DARPA organise un « Sprint » – donc une session de prototypage rapide – sur l’une des thématiques d’intérêt : autonomie de l’essaim, tactiques de l’essaim, interaction essaim/humain, environnement virtuel et plate-forme de test physique.

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En parallèle, l’agence peut décider de déclencher un « sprint » sur une thématique ad hoc, à n’importe quel moment. Le schéma ci-après présente l’organisation du projet.

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Le projet est innovant dans le fond et la forme, même si c’est encore une fois l’alliance de groupes industriels « classiques » qui rafle la mise, la phase 1 du contrat ayant été notifiée à Raytheon BBN Technologies et Northrop Grumman, les acteurs moins classiques se voyant intervenir lors des sprints. Presque innovant, donc…