Pour que les véhicules autonomes deviennent une réalité quotidienne, ils doivent naviguer les uns avec les autres en toute sécurité et sans faille sans se bloquer ou provoquer des embouteillages inutiles.

Pour aider à rendre cela possible, Des chercheurs de la Northwestern University ont développé le premier algorithme décentralisé avec un garantie sans impasse.

Les chercheurs ont testé l'algorithme dans une simulation de 1, 024 robots et sur un essaim de 100 vrais robots en laboratoire. Les robots de manière fiable, convergé en toute sécurité et efficacement pour former une forme prédéterminée en moins d'une minute.

« Si vous avez de nombreux véhicules autonomes sur la route, vous ne voulez pas qu'ils entrent en collision les uns avec les autres ou se retrouvent coincés dans une impasse, " a déclaré Michael Rubenstein de Northwestern, qui a dirigé l'étude. "En comprenant comment contrôler nos robots d'essaim pour former des formes, nous pouvons comprendre comment contrôler les flottes de véhicules autonomes lorsqu'ils interagissent les uns avec les autres."

L'article sera publié plus tard ce mois-ci dans la revue Transactions IEEE sur la robotique . Rubenstein est le professeur Lisa Wissner-Slivka et Benjamin Slivka en informatique à la McCormick School of Engineering de Northwestern.

L'avantage d'un essaim de petits robots - par rapport à un gros robot ou un essaim avec un seul robot principal - est l'absence d'un contrôle centralisé, qui peut rapidement devenir un point central d'échec. L'algorithme décentralisé de Rubenstein agit comme une sécurité intégrée.

"Si le système est centralisé et qu'un robot cesse de fonctionner, alors tout le système tombe en panne, " a déclaré Rubenstein. "Dans un système décentralisé, il n'y a pas de leader disant à tous les autres robots quoi faire. Chaque robot prend ses propres décisions. Si un robot échoue dans un essaim, l'essaim peut encore accomplir la tâche."

Toujours, les robots doivent se coordonner pour éviter les collisions et les impasses. Pour faire ça, l'algorithme considère le sol sous les robots comme une grille. En utilisant une technologie similaire au GPS, chaque robot sait où il se trouve sur la grille.

Avant de décider où déménager, chaque robot utilise des capteurs pour communiquer avec ses voisins, déterminer si les espaces avoisinants au sein de la grille sont vacants ou occupés.

"Les robots refusent de se déplacer jusqu'à ce que cet endroit soit libre et jusqu'à ce qu'ils sachent qu'aucun autre robot ne se déplace vers ce même endroit, " Rubenstein a dit. "Ils sont prudents et réservent un espace à l'avance."

Même avec toute cette coordination minutieuse, les robots sont toujours capables de communiquer et de se déplacer rapidement pour former une forme. Rubenstein y parvient en gardant les robots myopes.

"Chaque robot ne peut détecter que trois ou quatre de ses plus proches voisins, " expliqua Rubenstein. " Ils ne peuvent pas voir à travers tout l'essaim, ce qui facilite la mise à l'échelle du système. Les robots interagissent localement pour prendre des décisions sans information globale."

Dans l'essaim de Rubenstein, par exemple, 100 robots peuvent se coordonner pour former une forme en une minute. Dans certaines approches précédentes, cela peut prendre une heure entière. Rubenstein imagine que son algorithme pourrait être utilisé dans des flottes de voitures sans conducteur et dans des entrepôts automatisés.

"Les grandes entreprises ont des entrepôts avec des centaines de robots effectuant des tâches similaires à celles que font nos robots en laboratoire, ", a-t-il déclaré. "Ils doivent s'assurer que leurs robots n'entrent pas en collision mais qu'ils se déplacent le plus rapidement possible pour atteindre l'endroit où ils finissent par donner un objet à un humain."