Voir à travers un nouvel objectif permet une navigation au cerveau dans les robots
Les chercheurs en robotique QUT ont développé un nouveau système de navigation de robot qui imite les processus neuronaux du cerveau humain et utilise moins de 10% de l'énergie requise par les systèmes traditionnels.
Dans une étude publiée dans la revue Robotique scientifiqueles chercheurs détaillent un nouveau système qu'ils appellent l'objectif – codage locatif avec des systèmes neuromorphes. L'article est intitulé « Un système neuromorphique compact pour la localisation de robots ultra économe en énergie. »
Lens utilise l'informatique inspirée du cerveau pour définir une nouvelle référence à basse énergie pour la reconnaissance robotique des lieux.
La recherche, menée par le neuroscientifique du premier auteur, le Dr Adam Hines, ainsi que le professeur Michael Milford et le Dr Tobias Fischer, tous du Centre de robotique QUT et de la QUT School of Electrical Engineering and Robotics, utilise un système appelé calcul neuromorphique
« Pour gérer ces systèmes neuromorphes, nous avons conçu des algorithmes spécialisés qui apprennent plus comme les humains, le traitement des informations sous forme de pointes électriques, similaires aux signaux utilisés par les vrais neurones », a déclaré le Dr Hines.
«Les contraintes énergétiques sont un défi majeur dans la robotique du monde réel, en particulier dans des domaines comme la recherche et le sauvetage, l'exploration spatiale et la navigation sous-marine.
« En utilisant l'informatique neuromorphe, notre système réduit les besoins énergétiques de la localisation visuelle jusqu'à 99%, permettant aux robots de fonctionner plus longtemps et de couvrir de plus grandes distances sur des alimentations limitées.
« Nous savons que les systèmes neuromorphes pourraient être plus efficaces, mais ils sont souvent trop complexes et difficiles à utiliser dans le monde réel – nous avons développé un nouveau système qui, selon nous, changera la façon dont ils sont utilisés avec les robots. »
Dans l'étude, les chercheurs ont développé l'objectif, un système qui a pu reconnaître les emplacements le long d'un voyage de 8 km mais en utilisant seulement 180 Ko de stockage – presque 300 fois moins que les autres systèmes.
Lens combine un réseau neuronal à dopage en forme de cerveau avec une caméra spéciale qui ne réagit qu'au mouvement et à une puce à faible puissance, le tout sur un petit robot.
« Ce système montre comment l'informatique neuromorphe peut réaliser le suivi de l'emplacement en temps réel et économe en énergie sur les robots, ouvrant de nouvelles possibilités pour la technologie de navigation à faible puissance », a déclaré le Dr Hines.
«Une consommation d'énergie plus faible peut permettre aux robots opérés à distance d'explorer plus et plus loin.
« Notre système permet aux robots de se localiser en utilisant uniquement des informations visuelles, d'une manière à la fois rapide et économe en énergie. »
Le Dr Fischer, ARC Decra Fellow, a déclaré que l'innovation clé dans le système de l'objectif était un nouvel algorithme qui a exploité deux types de matériel bio-inspiré prometteur: la détection, via un type spécial d'appareil photo appelé « appareil photo d'événement » et informatique, via une puce neuromorphe.
« Plutôt que de capturer une image complète de la scène qui prend chaque détail dans chaque cadre, une caméra d'événement détecte en continu les changements et le déplacement de chaque microseconde », a déclaré le Dr Fischer.
«La caméra détecte les changements de luminosité à chaque pixel, reproduisant étroitement comment nos yeux et nos cerveaux traitent les informations visuelles.
« Savoir où vous êtes, également connu sous le nom de reconnaissance visuelle du lieu, est essentiel pour les humains et les robots.
« Alors que les gens utilisent des indices visuels sans effort, c'est une tâche difficile pour les machines. »
Le professeur Michael Milford, directeur du QUT Center for Robotics, a déclaré que l'étude était représentative d'un thème clé de la recherche menée par les chercheurs du centre.
« La robotique et la technologie percutantes signifient à la fois des recherches révolutionnaires pionnières, mais aussi de tous les travaux de translation pour s'assurer qu'il répond aux attentes et aux exigences des utilisateurs finaux », a déclaré le professeur Milford.
«Vous ne pouvez pas simplement faire l'un ou l'autre.
« Cette étude est un excellent exemple de travail vers des systèmes robotiques économes en énergie qui offrent aux utilisateurs finaux les performances et l'endurance dont ils ont besoin pour que ces robots soient utiles dans leurs domaines d'application. »
