Toward Entertainment in Swarm Robotics: A Focus on Artistic Dynamic Patterns Transformation

Abstract

Au cours de la dernière décennie, un large éventail d’applications réussies a été établi pour répondre au besoin croissant des robots d’essaims dans notre vie quotidienne. Utiliser une telle technologie dans des activités récréatives et artistiques telles que la peinture, la musique ou même la danse, est un nouveau défi qui va accroître et inten- sifier les efforts de recherche dans ce domaine afin de cibler un nombre plus large de personnes intéressées. Inspiré par ce défi, nous visons à enrichir la recherche existante dans le domaine de la robotique en essaim, en étudiant comment utiliser un grand nombre de robots dans les cérémonies. Nous croyons que cela peut être réalisé en se concentrant sur une étude typique des systèmes multi-robots, à savoir la formation de patterns. Ces derniers, sont des phénomènes importants trouvés dans les organ- ismes vivants (tels que les animaux et les plantes) et les organismes physiques (dunes ou galaxies), constituent un défi visant à résoudre le problème de l’organisation d’un groupe de robots en formation ou patterns complets. Ces formations peuvent être soit de simples motifs tels que des cercles, des lignes, une distribution uniforme à l’intèrieur d’un cercle ou d’un carré, etc., ou des motifs complexes composés de mo- tifs simples. Dans cette thèse, on s’intéresse à la conception et à la synthèse de contrôleurs pour des systèmes des robots d’essaim afin d’obtenir des formes de manière auto- organisée. Notre approche est inspirée de la nature, en particulier des forces biomé- caniques impliquées dans les études des cellules internes d’une part, et de la métrique topologique révélée dans les études des volées d’oiseaux d’autre part. Afin de pro- duire efficacement des formes d’agrégations auto-organisées avec des robots, nous avons développé plusieurs simulations expérimentales basées sur le simulateur AR- GoS (Autonomous Robots Go Swarming), qui nous permettent d’étudier plusieurs aspects du comportement collectifs auto-organisés. L’un des principaux problèmes sur lesquels nous nous sommes concentrés pour étudier un tel comportement en util- isant des robots en essaims, inclut des modèles de contrôle de la formation, des mod- èles de formes d’agrégations auto-organisés et la détection de failles dans des modèles de contrôle de formation