Mécanismes d'inspiration corticale pour l'apprentissage et la représentation d'asservissements sensori-moteurs en robotique

This thesis aims at setting up a sensory-motor loop, that can be usedin robotics, while using biologically, and more precisely cortically,inspired algorithms. We hope this method allows to reproduce therobustness, structural uniformity and adaptability that are some ofthe most remarkable qualities of the cortical substrate. From acomputational point of view, our model is based on extensions of thecellular automata. This brings us to program units within maps, eachof these maps representing a biological cortical map. We designupdating mechanisms for these units leading to emergent effects withinthe maps, so that sensory-motor loops stand.In addition, we think that perceiving is the same as preparing anaction. We therefore have to balance our holistic view of perceptionwith the fact that the multiple modalities of perception are eachrepresented on a different map in our model, as it is the case in thecortex. That is why the major part of this thesis aims at creating analgorithm designed to link the modal maps, while keeping the number oflinks low for computational reasons. This creates strong constraintson both the organization and the learning algorithm of our modalmaps. While we used strictly local computations, each unit, in eachmap in our model, realizes a compromise between local influences ofthe map and influences from the other maps, that allow our model tokeep a multi-modal coherence.Cette thèse vise à réaliser un asservissement sensori-moteur, en vuede l'employer dans le domaine de la robotique, en utilisant desalgorithmes s'inspirant de la biologie corticale. Nous espérons, enagissant ainsi, reproduire au mieux les qualités de robustesse,d'uniformité de structure et d'adaptabilité dont le cortex estpourvu. Nous avons basé notre modèle, au niveau computationnel, sur leprincipe des automates cellulaires étendus, ce qui nous amène àprogrammer des unités au sein de cartes, qui représentent chacunel'équivalent, en biologie, d'une carte corticale. Nous orientonsl'évolution de ces unités afin d'obtenir des effets émergents, auniveau des cartes, qui les amènent à former une boucleperceptivo-motrice.Par ailleurs, nous considérons que percevoir, c'est se préparer àagir. Cela nous conduit à devoir concilier notre conception holistiquede la perception avec le fait que les multiples modalités de laperception sont chacune représentées par une carte séparée dans notremodèle, comme dans le cortex. Le c{\oe}ur de cette thèse est ainsiconsacré à la réalisation d'une liaison entre modalités, qui doit\^{e}tre limitée afin de préserver la faisabilité computationnelle denotre modèle, ce qui nous amène à contraindre fortement l'organisationet l'apprentissage dans nos modules modaux. Tout en employant descalculs locaux, nous nous sommes attachés à ce que chaque unité, danschaque carte de notre modèle, réalise un compromis entre lesinfluences propres à la modalité à laquelle elle appartient et lesinfluences des autres cartes permettant de maintenir la cohérencemultimodale de notre modèle