Des capteurs inspirés de la nature pourraient aider les machines autonomes à mieux voir

De meilleures capacités de détection permettraient aux drones de naviguer dans des environnements dangereux et aux voitures de prévenir les accidents causés par une erreur humaine. La technologie de pointe actuelle en matière de capteurs ne traite pas les données assez rapidement, contrairement à la nature.

Les chercheurs ont construit des capteurs inspirés des araignées, des chauves-souris, des oiseaux et d'autres animaux dont les sens réels sont des terminaisons nerveuses liées à des neurones spéciaux appelés mécanorécepteurs. Les terminaisons nerveuses - les mécanocapteurs - ne détectent et ne traitent que les informations essentielles à la survie d'un animal. Ils se présentent sous la forme de cheveux, de cils ou de plumes. De nombreux mécanocapteurs biologiques filtrent les données - les informations qu'ils reçoivent d'un environnement - en fonction d'un seuil tel que les changements de pression ou de température.

Les mécanocapteurs poilus d'une araignée, par exemple, sont situés sur ses pattes. Lorsque la toile d'une araignée vibre à une fréquence associée à une proie ou à un compagnon, les mécanocapteurs la détectent, générant un réflexe chez l'araignée qui réagit alors très rapidement. Les mécanocapteurs ne détecteraient pas une fréquence plus basse, comme celle de la poussière sur la toile, car cela n'a pas d'importance pour la survie de l'araignée.

L'idée serait d'intégrer des capteurs similaires directement dans la coque d'une machine autonome telle qu'une aile d'avion ou la carrosserie d'une voiture. Les mécanocapteurs pourraient être personnalisés pour détecter des forces prédéterminées qui seraient associées à un certain objet qu'une machine autonome doit éviter.

En plus de détecter et de filtrer à un rythme très rapide, les capteurs calculent également sans avoir besoin d'une alimentation électrique. Dans la nature, une fois qu'un niveau de force particulier active les mécanorécepteurs associés au mécanocapteur poilu, les mécanorécepteurs calculent l'information en passant d'un état à un autre. Les nouveaux capteurs font de même et utilisent ces états marche/arrêt pour interpréter les signaux. Une machine intelligente réagirait alors en fonction de ce que calculent les capteurs.

Les mécanocapteurs artificiels sont capables de détecter, de filtrer et de calculer très rapidement car ils sont rigides. Le matériau du capteur est conçu pour changer rapidement de forme lorsqu'il est activé par une force externe. Le changement de forme rapproche les particules conductrices du matériau, ce qui permet à l'électricité de circuler à travers le capteur et de transmettre un signal. Ce signal indique comment le système autonome doit réagir.

À l'aide d'algorithmes d'apprentissage automatique, les capteurs pourraient être formés pour fonctionner de manière autonome avec une consommation d'énergie minimale. Il n'y aurait pas non plus d'obstacles à la fabrication des capteurs dans une variété de tailles.