Insolite R&D Techno

La tête dans l’essaim

Essaim de drones

Pour la première fois, des chercheurs américains ont réussi à contrôler une flotte de drones par la pensée.

Un drone, c’est bien. Une flotte de drones, c’est mieux. En effet, un drone peut accéder à des endroits dangereux ou impossibles à atteindre par l’homme. La diversité des drones d’une flotte permet non seulement de faire différentes tâches au cours d’une même mission – division des solutions entre les robots – mais sa redondance rend aussi son fonctionnement plus robuste aux pannes et perturbations.

L’un des enjeux pour la R&D aujourd’hui est donc d’arriver à faire voler plusieurs drones ensemble. Une solution pourrait bien venir du contrôle par la pensée. Une équipe de chercheurs de l’Université d’État d’Arizona, dirigée par le professeur Panagiotis Artemiadis, développe ainsi une interface homme-machine (IHM) à cet effet. Le mois dernier, elle a fait la dé- monstration du contrôle de quatre drones par la pensée. Pour cela, le « télépilote » porte un casque équipé de 128 électrodes qui enregistre l’activité de son cerveau. Un PC recueille ensuite ces signaux et les traite afin de décoder les comportements collectifs souhaités pour l’essaim de quadrirotors. Ces comportements sont transmis aux drones qui effectuent le mouvement souhaité.

La vraie nouveauté de cette expérience est le contrôle simultané d’une flotte de drone. En effet, il y a déjà eu beaucoup de travail sur le contrôle neuronal des prothèses. Panagiotis Artemiadis et son équipe avaient par exemple déjà démontré le contrôle très précis d’un bras robotisé en utilisant des signaux électromyographiques. En France, une chercheuse de Grenoble a fait voler un drone Parrot par la pensée.

Visualisation

Pour contrôler tous les drones d’un coup, le travail du télépilote ne consiste pas à donner un ordre à chacun mais à la flotte entière. L’humain commande un « comportement global », comme par exemple que la flotte devienne plus ou moins dense ou se mette dans une formation spécifique. Les algorithmes traduisent cet ordre en commandes individuelles pour chaque drone afin qu’ensemble, ils exécutent la commande globale. « Il est bien plus simple pour un humain d’imaginer une formation de drone que de la commander via un joystick », explique Panagiotis Artemiadis afin de justifier l’utilisation de son interface plutôt qu’un ordinateur ou une manette classique.

Le contrôle de drone par la pensée reste néanmoins une prouesse en soi. « Le cerveau est câblé pour contrôler des objets qui ressemblent à des membres humains », explique Panagiotis Artemiadis. « La complexité d’un système qui exige que le cerveau active des zones pour contrôler des artefacts robotiques qui ne ressemblent pas aux membres naturels – dans notre cas, un essaim de drones – est important, et jusqu’à présent, inexplorée ». Jusqu’à il y a quelques mois, personne ne savait que des zones spécifiques du cerveau pouvaient être activées lorsque l’homme observe les comportements collectifs des essaims. « Le fait que le cerveau puisse s’adapter à des actions de contrôle d’un essaim de plusieurs robots est fascinant et très utile pour l’interaction entre humain et robot ».

Vers la complexification

Aujourd’hui, l’expérience est limitée à quatre drones par le matériel dont dispose l’équipe ainsi qu’au vol en intérieur. Mais pour les chercheurs, elle peut être adaptée à dix ou même cent drones. Prochaine étape : être capable de contrôler plusieurs véhicules avec plusieurs personnes ainsi qu’une flotte hybride, à savoir des drones terrestres et aériens. Les applications de ces recherches peuvent aller de la livraison de matériel médical dans des régions éloignées jusqu’à l’exploration d’environnements inconnus, en passant par le survol de zones sinistrées. « Comme la plupart des applications nécessitent la présence d’un être humain dans la boucle, notre travail se concentre sur l’optimisation de l’interface homme – machine afin d’augmenter l’efficacité et la précision de son fonctionnement », résume Panagiotis Artemiadis.