Les comportements animaux et les mécanismes biologiques qui les sous-tendent sont parmi les plus grandes sources d'inspiration pour les études en robotique. Au cours de la dernière décennie, d'innombrables équipes de recherche dans des universités et des entreprises du monde entier ont essayé de développer des robots qui recréent le comportement ou la structure d'espèces animales spécifiques.

L'une des dernières tentatives a été faite par deux chercheurs de l'Université de Saragosse, Manuel Bernal Lecina et Javier Civera, qui a récemment développé un robot quadrupède appelé LoCoQuad inspiré des arachnoïdes. Ce robot, présenté dans un article pré-publié sur arXiv, pourrait avoir un certain nombre d'applications dans la recherche et l'enseignement en robotique.

"Ce voyage de recherche a commencé par un projet d'été qui est devenu ma thèse de baccalauréat, " Bernal-Lecina a déclaré TechXplore. " L'idée initiale était de construire une plate-forme robotique à très faible coût capable de mouvements ad-hoc de base, comme la rotation, marche à pied, et prendre des poses spécifiques. J'ai commencé à construire des prototypes de base et à tester les avantages de chaque itération, la recherche de la bonne typologie et du meilleur compromis qualité-prix pour les actionneurs, unités de contrôle, et piles."

Après avoir mené des recherches approfondies sur les robots à faible coût et produit un certain nombre de composants en utilisant l'impression 3D, Bernal-Lecina a commencé à collaborer avec Javier Civera, son mentor à l'université, sur la création d'un nouveau robot. Leur objectif était de développer une plate-forme robotique à faible coût qui pourrait être utilisée comme référence pour former et évaluer des algorithmes d'apprentissage par renforcement (RL).

"Notre étude a répondu au besoin actuel de plates-formes robotiques capables d'apprendre par la pratique, quelque chose de complexe pour un robot pas cher, mais aussi quelque chose que nous voyons constamment dans les réseaux sociaux, technologie mobile et autres environnements numériques, ", a déclaré Bernal-Lecina.

LoCoQuad, l'inspiration arachnoïdienne, plateforme robotique à quatre pattes créée par Bernal-Lecina et Civera, a des coûts de matériel remarquablement bas (entre 150 $ et 165 $ USD), et pourrait ainsi être facilement fabriqué à grande échelle. Bien qu'il ne soit peut-être pas le robot quadrupède le plus efficace développé à ce jour, son faible coût de production, le fait qu'il soit open source, hautement configurable et convivial, en font une plateforme très prometteuse tant pour la recherche que pour l'enseignement.

"J'aime toujours parler de LoCoQuad comme d'une plateforme robotique capable de presque tout, " a déclaré Bernal-Lecina. " Mais étant réaliste et un peu plus rationnel, LoCoQuad est une boîte à quatre pattes, complètement open-source et polyvalent, avec la flexibilité d'implémenter un large éventail d'algorithmes, allant des comportements pertinents aux objectifs de l'éducation de base à l'avancement de l'état de l'art aux niveaux d'éducation les plus élevés. »

Dans le cadre de leur étude, Bernal-Lecina et Civera ont démontré l'efficacité de LoCoQuad dans une série d'expériences. Ils ont découvert que le robot pouvait effectuer une variété de tâches de base, suggérant qu'il s'agit d'une excellente plate-forme pour tester l'apprentissage par renforcement et d'autres algorithmes d'apprentissage automatique.

"L'idée de mettre sur le marché des robots abordables réside dans les aptitudes que ces robots peuvent avoir, " a déclaré Bernal-Lecina. " Nous n'avons pas besoin de plus de robots stupides, nous en avons déjà assez, et nous savons comment les utiliser. Nous avons besoin de robots intelligents et autonomes pour ne pas avoir à nous en soucier. Je crois que les robots devraient, En réalité, prends soin de nous."

Techniques d'apprentissage automatique, tels que les modèles d'apprentissage par renforcement, jouent désormais un rôle crucial dans le développement de robots intelligents et efficaces. LoCoQuad, la plateforme robotique low-cost imaginée par Bernal Lecina et Civera, peut être utilisé pour tester certaines de ces techniques et identifier des façons dont elles pourraient être améliorées.

"LoCoQuad n'est qu'une pièce de plus du puzzle, " a expliqué Bernal Lecina. " Cela nous permet de démontrer que même maladroit, des robots bon marché et simples peuvent être enseignés (ou apprendre par eux-mêmes) pour accomplir des tâches basiques et complexes. LoCoQuad apporte une nouvelle alternative pour vérifier que la prochaine grande étape dans le domaine de la robotique est possible."

Bernal Lecina et Civera ont déjà commencé à utiliser LoCoQuad dans d'autres études pour comparer les algorithmes et identifier les plus efficaces. La conception de LoCoQuad et le logiciel nécessaire à sa mise en œuvre ont été publiés en ligne et peuvent être téléchargés gratuitement sur GitHub. Les chercheurs espèrent que d'autres équipes dans le monde téléchargeront leur logiciel et commenceront à utiliser LoCoQuad pour tester leurs propres algorithmes d'apprentissage automatique.

"Nous continuerons à travailler sur les mises à jour de notre fantastique petit robot, " Bernal Lecina a déclaré. "Notre premier objectif est d'améliorer les capacités du cerveau pour rendre la plate-forme plus intéressante pour d'autres universités et groupes de recherche, afin qu'ils puissent commencer à utiliser LoCoQuad comme plate-forme de référence pour tester leurs algorithmes et aussi pour commencer à enseigner la robotique mobile aux niveaux académiques inférieurs avec un robot pour chaque étudiant.

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