Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Comportements collectifs de systèmes composés d’animaux et de robots

José Halloy

Laboratoire interdisciplinaire des énergies de demain (LIED), Université Paris Diderot.

Nous développons une recherche fondamentale sur les dynamiques collectives dans les systèmes bio-hybrides composés d’animaux et de robots. Cette recherche se situe à l’interface entre systèmes complexes, biologie et robotique. Les systèmes vivants sont les premières sources renouvelables de matériaux et de processus technologiques indispensables à l’humanité. La mise en œuvre du vivant se fait à toutes les échelles : des systèmes cellulaires aux écosystèmes en passant par les populations d’organismes. En termes de durabilité, il est donc impératif de comprendre comment interagir, contrôler et optimiser ces systèmes.

La première partie de cette recherche concerne la compréhension des propriétés collectives du vivant, en particulier ses propriétés d’auto-organisation et d’émergence d’intelligence collective. Sur la base de cette compréhension, notre objectif est de développer des technologies d’intelligence artificielle et de robotique capable d’interagir et de contrôler des systèmes vivants. Il s’agit de former des systèmes bio-hybrides fondés sur des interactions réciproques entre vivant et artificiel.

En particulier, j’exposerai les résultats expérimentaux d’un cas canonique composés de blattes et de robots. La forme de contrôle mise en œuvre est fondée sur un système non-linéaire produisant des états multiples. Ensuite, je terminerai par exposer les travaux en cours sur des groupes de poissons zèbres et de leurres robotisés. Les premiers résultats montrent qu’il n’y pas de hiérarchie au sein du groupe. Les leurres robotisés doivent alors exploiter certaines propriétés des comportements stochastiques observés.