La dynamique des attracteurs comme base de génération de comportements en robotique mobile autonome

Abstract

L’hypothèse centrale de l’approche dynamique en robotique mobile autonome (Schöner et Dose, 1992 ; Schöner, Dose et Engels, 1995 ; Bicho et Schöner, 1997 ; Steinhage et Schöner, 1998 ; Large, Christensen et Bajcy, 1999 ; Bicho, Mallet et Schöner, 2000) est que le comportement moteur ainsi que les représentations pertinentes nécessaires à sa réalisation doivent, d’une part, être générés de façon continue dans le temps, et, d’autre part, résister aux fluctuations ou perturbations auxquelles tout système réel est exposé. Cela conduit à une conception dans laquelle le comportement et les représentations sont les solutions stables (ou attracteurs) d’un ensemble de systèmes dynamiques, qui traduisent en temps réel l’information sensorielle en contraintes graduées et intégrables. De multiples attracteurs peuvent co-exister en présence de la même situation sensorielle. C’est l’état interne du système autonome qui décidera quel attracteur sera choisi. Le changement du nombre et/ou de la nature des attracteurs à travers des instabilités (ou bifurcations) permet au système autonome de se configurer de manière flexible selon le contexte sensoriel instantané. L’approche est ici présentée au niveau de la génération de comportements moteurs. Dans ce cas, des variables « comportementales » représentent directement un continuum d’états physiques du système qui sont générés par des systèmes de contrôle conventionnels. Par exemple, une variable représentant la direction dans laquelle un véhicule se déplace, peut évoluer dans le temps grâce à un système dynamique qui intègre les contraintes « acquisition de cibles » et « évitement d’obstacles ». La fusion ou sélection parmi ces contraintes est réalisée au moyen d’une dynamique non linéaire bien maîtrisée.