La robotique en essaim comme matière programmable

La robotique en essaim s'intéresse à de grande population de robots aux capacités de communication et de calcul limitée. Il s'agit d'obtenir un comportement collectif à partir d'interaction locale. Dans ce projet, nous nous intéressons à la morphogénèse, c'est à dire l'organisation d'un essaim de robots pour correspondre à une structure pré-définie.

Ce projet sera réalisé en utilisant l'essaim de robots Kilobots disponible à l'ISIR. Il s'agira d'implémenter des règles locales dans chaque robot, afin que l'ensemble de l'essaim adopte une forme particulière (par exemple, une forme sphérique ou en étoile). Ces règles seront écrites en s'inspirant du processus de morphogénèse existant dans le vivant, ou chaque cellule interagit avec ses voisines pour peu à peu former un organisme.

Dans un premier temps, on regardera en particulier les processus de réaction-diffusion en l'adaptant dans un cadre robotique. Dans un second temps, on modifiera l'algorithme obtenu afin d'obtenir une information sur la fidélité des structures obtenues et de propager une information à travers l'essaim (p.exemple, un essaim de robots devant former une étoile devra pouvoir estimer le degré de réalisation, et si celui ci est insuffisant propager un signal depuis les points qui font défaut).

Bibliographie:
* I. Slavkov et al. (2018) Morphogenesis in robot swarms. Science Robotics.
* R. Doursat et al. (2012) Morphogenetic engineering: Reconciling self-organization and architecture. Springer Eds.
* A. Devert et al. (2011) Robustness and the Halting Problem for Multi-Cellular Artificial Ontogeny. IEEE Transactions on Evolutionary Computation.