L' approche par transférabilité : une réponse aux problèmes de passage à la réalité, de généralisation et d'adaptation

The transferability approach : an answer to the problems of reality gap, generalization and adaptation

• Auteur / Autrice : Sylvain Koos
• Direction : Stéphane Doncieux, Jean-Baptiste Mouret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Algorithmes génétiques

Programmation évolutionnaire

Modèles mathématiques

Robots -- Systèmes de commande

Résumé

Il est difficile de concevoir des contrôleurs pour des robots devant fonctionner dans des environnements peu maîtrisés voire inconnus. Dans cette optique, la robotique évolutionniste cherche à élaborer des méthodes de conception automatique de contrôleurs via un processus d'optimisation ``boîte noire'' utilisant des algorithmes évolutionnistes. Les valeurs de performance d'un contrôleur donné sont alors estimées soit directement sur le robot, soit à l'aide d'une simulation, par essence simplificatrice. Partant du constat qu'évaluer sur le robot et dans toutes ses situations d'utilisation est généralement incompatible avec le nombre d'évaluations requis par de tels processus d'optimisation, nous proposons une approche générale combinant un processus d'optimisation multi-objectif dans un simulateur fixe, un modèle de substitution et quelques tests sur le robot. Cette approche par transférabilité peut s'appliquer à tout processus d'optimisation mené dans un environnement simplifié (simulation) pour un environnement complet ciblé (robot) et recherche les contrôleurs qui maximisent deux objectifs : la performance dans l'environnement simplifié et un objectif de transférabilité qui indique à quel point le comportement dans l'environnement simplifié est proche de celui dans l'environnement complet. Ce deuxième objectif est estimé par un modèle de substitution construit en effectuant quelques expériences de transfert sur le robot pendant l'optimisation. L'approche est validée sur trois problèmes de robotique évolutionniste : le passage de la simulation à la réalité, l'optimisation de contrôleurs dotés de capacités de généralisation et l'adaptation d'un robot à son environnement.