Séance 2 robo cept.ppt

École Polytechnique de TunisieRoboCEPT,[object Object],Séance N°01,[object Object],Introduction à la robotique,[object Object],Présentée par :,[object Object],Rostem M’HEDHBI,[object Object],Élève ingénieur en troisième année, Ecole Polytechnique de Tunisie,[object Object], Option : Signaux et systèmes,[object Object],Année universitaire : 2010-2011,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Plan de la présentation,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],Domaines sous-jacents,[object Object],Exemples d’application,[object Object],2,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],D’où vient le terme robot?,[object Object],Terme introduit par Karel Capek, auteur Tchèque, dans sa pièce Russel’s Universal Robots, en 1921. Le terme viendrait des mots tchèques robota (travail) et robotnik (ouvrier). Le terme a été repris et grandement popularisé par Isaac Asimov.,[object Object],3,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],D’où vient le terme robot?,[object Object],Terme introduit par Karel Capek, auteur Tchèque, dans sa pièce Russel’s Universal Robots, en 1921. Le terme viendrait des mots tchèques robota (travail) et robotnik (ouvrier). Le terme a été repris et grandement popularisé par Isaac Asimov.,[object Object],Définition simple et générale du terme robot?,[object Object],Avec la variété de robots développés aujourd’hui, il est difficile de définir ce terme très spécifiquement. Une définition très générale est appropriée.,[object Object],Robot: système autonome programmé pour exécuter une ou plusieurs tâches.,[object Object],4,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],Qu’est-ce que la robotique?,[object Object],Dans un cadre général, c’est tout simplement l’étude et l’utilisation des systèmes robotisés.,[object Object],5,[object Object]

© NASA JPL,[object Object],Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],Qu’est-ce que la robotique?,[object Object],Dans un cadre général, c’est tout simplement l’étude et l’utilisation des systèmes robotisés.,[object Object],Qu’est-ce qu’un robot mobile?,[object Object],Contrairement à un bras robotisé, qui est généralement contraint à travailler dans une zone de travail fixe et restreinte, un robot mobile peut naviguer dans son environnement et ainsi étendre sa zone de travail.,[object Object],6,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],Intérêt de la robotique mobile,[object Object],Pour qu’un robot mobile soit en mesure de naviguer de façon autonome dans son environnement, il lui faut compter sur plusieurs éléments techniques essentiels : plate-forme mécatronique agile, lien de communication à haut débit, processus décisionnel évolué, système de perception adéquat, etc.,[object Object],7,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Mise en contexte et quelques définitions,[object Object],Intérêt de la robotique mobile,[object Object],Pour qu’un robot mobile soit en mesure de naviguer de façon autonome dans son environnement, il lui faut compter sur plusieurs éléments techniques essentiels : plate-forme mécatronique agile, lien de communication à haut débit, processus décisionnel évolué, système de perception adéquat, etc.,[object Object],Ainsi donc, la robotique mobile met en pratique des concepts provenant d’une multitude de domaines scientifiques.,[object Object],8,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents,[object Object],À la base, trois disciplines du génie sont principalement impliquées dans le développement des systèmes robotisés:,[object Object],[object Object]

le génie informatique9,[object Object]

le génie informatiqueLe développement d’un robot demande un travail d’équipe efficace et une bonne coordination entre des gens provenant de différents domaines.,[object Object],10,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Mécatronique,[object Object],La mécatronique est à la base de la conception de tout ce qui permet au robot d’agir sur son environnement et elle peut également servir à améliorer la perception du robot: plates-formes motrices, outils manipulateurs, caméra mobile, etc.,[object Object],11,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Mécatronique,[object Object],La mécatronique est à la base de la conception de tout ce qui permet au robot d’agir sur son environnement et elle peut également servir à améliorer la perception du robot: plates-formes motrices, outils manipulateurs, caméras articulées, etc.,[object Object],12,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Électronique ,[object Object],Pour qu’un robot soit en mesure de percevoir son environnement, de prendre des décisions et de contrôler ses actuateurs, il lui faut une multitude de circuits électroniques.,[object Object],13,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Électronique ,[object Object],Pour qu’un robot soit en mesure de percevoir son environnement, de prendre des décisions et de contrôler ses actuateurs, il lui faut une multitude de circuits électroniques.,[object Object],Un robot est souvent doté de circuits électroniques à différentes échelles, allant du circuit VLSI au prototype monté sur une plaquette.,[object Object],16,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Intelligence artificielle,[object Object],À partir du moment qu’un robot prend une décision autonome, nous pouvons parler de système intelligent. L’intelligence artificielle, à travers différentes techniques et algorithmes, permet l’implantation de mécanismes intelligents: apprentissage, comportements dynamiques et adaptatifs, recherche de chemin, travail en coopération, etc.,[object Object],Les réseaux de neurones sont fréquemment utilisés en robotique mobile pour résoudre des problèmes variés.,[object Object],17,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Contrôle ,[object Object],Le contrôle est un domaine vaste et riche de plusieurs dizaines d’années de recherche, principalement basée sur des raisonnements mathématiques. Il en découle des méthodes et des règles formelles qui sont couramment utilisées dans une multitude de systèmes. Le contrôleur de vitesse d’une automobile et le pilote automatique d’un avion de ligne sont des exemples d’utilisation. ,[object Object],La boucle PID est probablement la méthode de contrôle la plus populaire.,[object Object],18,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Informatique ,[object Object],Un robot est généralement muni d’une unité de traitement d’information (microcontrôleur ou ordinateur) lui permettant de percevoir, de réfléchir et d’agir en temps-réel. Les deux langages les plus répandus sont l’assembleur (robots à microcontrôleurs) et le C/C++ (robots avec ordinateurs embarqués).,[object Object],Les développements en robotique mobile sont intimement reliés aux développements du domaine de l’informatique. ,[object Object],19,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Chimie et physique,[object Object],La chimie et la physique peuvent être impliquées dans la conception de différents capteurs. Par exemple, la vision artificielle fait couramment référence à des notions d’optique.,[object Object],20,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Domaines sous-jacents – Chimie et physique,[object Object],La chimie et la physique peuvent être impliquées dans la conception de différents capteurs. Par exemple, la vision artificielle fait couramment référence à des notions d’optique.,[object Object],21,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Système typique,[object Object],La robotique, c’est compliqué??,[object Object],Beaucoup moins que ça en a l’air…,[object Object],Un robot est un système composé d’une multitude de sous-systèmes jouant des rôles spécifiques. Généralement, chacun de ces sous-systèmes est relativement simple.,[object Object],Le bon fonctionnement d’un robot est en grande partie dû à une interaction simple et fonctionnelle entre les différents sous-systèmes. Une bonne vue d’ensemble est essentielle.,[object Object],22,[object Object]

Moteur,[object Object],Contrôleur,[object Object],Interface,[object Object],vers ,[object Object],circuits,[object Object],E,[object Object],DC/DC,[object Object],: numérique,[object Object],: analogique,[object Object],: puissance,[object Object],Batteries,[object Object],vers Ampli,[object Object],Introduction à la robotique,[object Object],Système typique – Électronique ,[object Object],Ampli,[object Object],Ordinateur,[object Object],Interface,[object Object],Capteurs,[object Object],x N actuateurs,[object Object],23,[object Object]

Perception,[object Object],Réflexion,[object Object],+,[object Object],Décision,[object Object],Action,[object Object],pilotes, circuits d’interface,[object Object],Capteurs,[object Object],Actuateurs,[object Object],Introduction à la robotique,[object Object],Système typique – Logiciel ,[object Object],3 éléments de base de tout logiciel de contrôle:,[object Object],24,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots génériques pour projets de recherche,[object Object],Il existe différentes plates-formes commerciales relativement simples visant à offrir un outil de développement bien adapté pour différents projets de recherche: développement d’algorithmes de navigation, de systèmes multi-robots, de contrôle de haut niveau, etc.,[object Object],Les robots les plus répandus à l’heure actuelle proviennent de l’entreprise ActivMediaRobotics: http://www.activrobots.com,[object Object],25,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots génériques pour projets de recherche,[object Object],Il existe différentes plates-formes commerciales relativement simples visant à offrir un outil de développement bien adapté pour différents projets de recherche: développement d’algorithmes de navigation, de systèmes multi-robots, de contrôle de haut niveau, etc.,[object Object],Les robots les plus répandus à l’heure actuelle proviennent de l’entreprise ActivMedia Robotics: http://www.activrobots.com,[object Object],Ces plates-formes étant relativement simples, il est relativement facile d’en faire la conception et de se fabriquer son propre prototype.,[object Object],26,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Systèmes robotisés à vocation militaire,[object Object],Les guerres mettant des vies humaines en jeu, la robotique peut jouer un rôle important dans ce domaine. Une panoplie d’applications sont possibles. Quelques exemples:,[object Object],[object Object]

Véhicules de guerre autonomes

Atterrissage autonome sur porte-avionsLa quantité de ressources impliquée dans le développement de ce type de systèmes est gigantesque. Les résultats sont heureusement souvent applicables à d’autres systèmes.,[object Object],27,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots d’inspection sous-marine,[object Object],Différents robots mobiles, généralement téléopérés d’où l’appellation Remotely Operated Vehicle (ROV), ont été développés dans le but d’inspecter des lieux ou ouvrages sous-marins difficilement ou dangereusement accessibles par des plongeurs humains.,[object Object],Les robots sous-marins demandent du matériel spécialisé très coûteux. Le milieu sous-marin facilite une navigation tridimensionnelle stable et peu énergivore.,[object Object],28,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots d’inspection sous-marine,[object Object],ROV3 développé par des chercheurs d’Hydro-Québec,[object Object],http://www.hydroquebec.com/technologie/ireq/fiches/pr_rov3.html,[object Object],29,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots d’inspection sous-marine,[object Object],L’entreprise Deep Ocean Engineering commercialise plusieurs véhicules sous-marins,[object Object],30,[object Object],http://www.deepocean.com/,[object Object]

Introduction à la robotique,[object Object],Exemples d’application,[object Object],Robots d’inspection sous-marine,[object Object],Autres entreprises commercialisant des robots sous-marins:,[object Object],[object Object]

Oceaneering International, Inc. (http://www.oceaneering.com)

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