Intégration de la navigation et de la sélection de l'action dans une architecture de contrôle inspirée des ganglions de la base

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Girard, Benoît
Copyright Year	2003
Abstract	La conception d'architectures de controle de robots adaptatifs autonomes necessite de resoudre les problemes de selection de l'action et de navigation. La selection de l'action concerne le choix, a chaque instant, du comportement le plus adapte afin d'assurer la survie. Ce choix depend du contexte environnemental, de l'etat interne du robot et de motivations pouvant etre contradictoires. La navigation se rapporte a la locomotion, la cartographie, la localisation et la planification de chemin dans l'environnement. La mise en (\oe)uvre conjointe de ces deux capacites --pour, par exemple, exploiter la planification de chemin pour retrouver des ressources vitales-- n'a ete que peu abordee par les nombreux systemes ingenieurs appliques a la robotique autonome. Les progres recents en neurosciences permettent de proposer des modeles des structures neurales impliquees dans l'integration d'information spatiales pour la selection de l'action. Chez les vertebres, ces structures correspondent aux ganglions de la base, un ensemble de noyaux subcorticaux. L'objectif de ce travail a ete de s'inspirer de ces connaissances neurobiologiques pour elaborer l'architecture de selection de l'action d'un robot autonome prenant en compte a la fois des informations sensorimotrices, motivationnelles et spatiales. Dans un premier temps, nous avons adapte un modele biomimetique de selection de l'action deja existant pour tester sa capacite a resoudre une tâche de survie dans une implementation robotique. Nous avons montre, par des comparaisons avec un systeme de selection de type «winner-takes-all», que ses proprietes dynamiques lui permettent de limiter les oscillations comportementales, de maintenir ses variables internes a un niveau plus eleve et de limiter sa consommation d'energie. Dans un deuxieme temps, nous nous sommes inspires des roles distincts des circuits dorsaux --selection de l'action-- et ventraux --integration de la navigation-- des ganglions de la base pour elaborer une architecture interfacant ce modele de selection de l'action avec deux strategies de navigation : approche d'objets et planification topologique. Nous l'avons testee sur un robot simule realisant une tâche de survie similaire a la precedente. Le robot s'est avere capable d'utiliser la planification pour rejoindre des ressources distantes, d'utiliser de facon complementaire l'approche d'objets pour exploiter les ressources inconnues, d'adapter son comportement a la disparition de ressources, a son etat interne et aux configurations environnementales, et enfin de survivre dans un environnement complexe reunissant l'ensemble des situations prealablement testees. Nous concluons que les circuits des ganglions de la base modelises ont permis d'obtenir un systeme robuste d'interface de la selection de l'action et de la navigation pour une architecture de controle de robot autonome. Cependant, des connaissances supplementaires en neurobiologie seraient necessaires pour affiner la plausibilite du modele propose. De plus, l'integration de capacites d'apprentissage par renforcement --qui mettent egalement en jeu les ganglions de la base-- s'avere indispensable pour ameliorer l'adaptativite de notre modele.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007683/document
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article