AMBUSH : capture collaborative en environnements complexes grâce à l'accélération neuronale
Une équipe de chercheurs présente AMBUSH, une méthode de capture collaborative pour des robots poursuivants plus lents face à une cible évasive plus rapide, y compris dans des environnements complexes truffés d'obstacles. Le système s'appuie sur une stratégie d'embuscade paramétrée, combinant paramètres discrets et continus, qui prend en compte la topologie de l'espace de travail, la visibilité en ligne de vue tronquée par les obstacles, le ratio de vitesse relative entre poursuivants et cible, et la portée de capture limitée des robots. Pour optimiser ces paramètres en temps réel, les auteurs proposent un algorithme hybride de recherche arborescente Monte Carlo (H-MCTS) couplé à un réseau de neurones entraîné hors ligne : celui-ci apprend à classer les différents choix de paramètres selon l'environnement et à prédire directement leur score, remplaçant ainsi la phase de simulation (rollout) coûteuse du MCTS classique et accélérant la planification en ligne. La méthode a été validée en simulation extensive et sur du matériel réel, face à des cibles de capacités et de niveaux d'intelligence variés, y compris des évadeurs jusqu'à deux fois plus rapides que les poursuivants et des cibles pilotées par un humain.
L'intérêt de ces travaux réside dans le fait qu'ils s'attaquent à un angle mort de la littérature sur la poursuite-évasion multi-robots : la plupart des approches existantes, qu'elles soient analytiques et géométriques ou fondées sur l'apprentissage par renforcement de bout en bout, restent cantonnées à des environnements sans obstacles ou avec des obstacles épars et régulièrement répartis. Démontrer qu'une stratégie d'embuscade suffit à capturer efficacement une cible plus rapide, sans recourir à la seule supériorité en vitesse ou en nombre, ouvre des perspectives concrètes pour des applications de sécurité, de surveillance ou de recherche et sauvetage utilisant des flottes de robots peu coûteux mais coordonnés intelligemment.
Le travail s'inscrit dans la lignée des recherches en théorie des jeux de poursuite-évasion, en s'inspirant de stratégies observées dans la nature où des espèces plus faibles capturent des proies plus véloces par la coopération. Les auteurs positionnent leur contribution comme une alternative aux approches géométriques classiques et au RL de bout en bout, avec pour prochaine étape l'extension à des scénarios encore plus complexes et à davantage de configurations matérielles.
