Colonies de robots mobiles

Projet de fin d’études (PFE) mené au cours de la 5ème année au département informatique de Polytech’Tours (2012-2013) par :

Joachim ALIBERT joachim.alibert@etu.univ-tours.fr
Guillaume GEDEON guillaume.gedeon@etu.univ-tours.fr

Dans le cadre de notre formation au sein du Département Informatique de Polytech Tours, un projet de fin d’études (PFE) est effectué afin de mettre en pratique les connaissances acquises au cours de notre année de formation. Notre projet s’intitule « Colonies de robots mobiles ».

En octobre 2013, Le Palais de la découverte ouvrira une exposition temporaire de 700 m2, sur la thématique des fourmis intitulé  « Fourmis, diversité et société ». Au sein de cette exposition, une partie sera dédié à la vie en société des fourmis et leur façon de coopérer. Les expériences et dispositifs proposés permettront au visiteur de comprendre l’importance des coopérations et de la collectivité au sein des colonies de fourmis et de percevoir les mécanismes de leur communication. Ce projet fait suite à une exposition, les Insectes Artificiels, présentée au Muséum d’Histoire Naturelle de la ville de Tours en 2006. Le département Informatique de l’École Polytechnique de l’Université François Rabelais de Tours ayant réalisé les différents éléments de l’exposition.

Dans ce cadre, il s’agit de concevoir, réaliser et fournir au Palais de la découverte une flotte de robots autonomes et mobiles. En plus de ce dispositif, il faudra également concevoir et réaliser un système vidéo de suivi des robots, et prévoir la restitution en « accéléré » du déplacement des robots sur une fenêtre de plusieurs heures.

Ce PFE met en oeuvre des compétences en programmation micro contrôleur, mise en oeuvre matérielle (moteurs, capteurs, …). ainsi qu’éventuellement des compétences en développement de petite cartes électroniques.

L’équipe chargée du projet du côté de l’École Polytechnique de l’Université de Tours, étudie et réalise le coeur technique de cette exposition. Un ensemble de robots évolue dans une arène parsemée de cubes. Leur action individuelle est très simple, mais en société, ils vont, ensemble, accomplir une tâche complexe.

  • Action simple des robots : Il parcourt l’arène. Lorsqu’il rencontre un obstacle, il le pousse jusqu’à ce que la charge soit trop lourde. Si elle est trop lourde, il s’arrête, change de direction et repart.
  • Résultat commun : rangement sur les bords de l’arène de l’ensemble des cubes.

Le visiteur peut observer le comportement des robots en temps réel, mais il a aussi la possibilité de visionner des films accélérés du travail effectué par les robots. Il a aussi à sa disposition, un dispositif lui permettant de stimuler un robot qui répondra, à ce stimulus, par un changement de comportement. Le but de cette exposition est de montrer que, d’un ensemble d’individus indépendants, n’ayant aucune conscience d’un éventuel résultat global et effectuant une tâche simple, émerge un comportement collectif amenant à la réalisation d’une tâche bien plus complexe. Un individu peut-être perdu, pour la communauté, sans que cela modifie le résultat final.
Le fait d’utiliser des robots permet au visiteur de faire l’analogie avec une colonie de fourmis sans risque d’anthropomorphiser celle-ci.

Le projet aboutira sur une exposition au Palais de la Découverte à Paris. Cette exposition sera composée :

  • D’une arène d’environ 1,5 m sur 1,5 m (non accessible au visiteur)
  • De 15 robots, 10 dans l’arène et 5 en cas de défaillance
  • Un ensemble de cubes disposé dans l’arène que les robots pousseront
  • Une zone technique pour recharger les robots et stocker les réservistes, ainsi qu’un ordinateur qui gèrera la partie imagerie
  • Une caméra et son système d’accroche, l’acquisition d’image des robots travaillant dans l’arène. Images qui seront retransmises sur un terminal par le biais d’un film accéléré, résumant les 6 dernières heures d’activité.
  • Deux pupitres accessibles aux visiteurs. L’un, pour l’affichage des images en accélérées, l’autre avec un projecteur de lumière avec lequel le visiteur stimulera l’un des robots.

L’ensemble des éléments muséographiques, concernant cette exposition, est pris en charge par Universcience. Tout comme l’apparence des robots, ainsi que le design global de l’exposition.

Avant de réaliser ces 15 robots, les deux étudiants ont d’ores et déjà réalisé un prototype du robot :

 

Voici d’autres photos des étudiants en plein travail :

Dans un prochain billet retrouvez des vidéos ou photos de l’avancée du projet et des 15 robots.

A bientôt pour la suite …

One Comment

Laisser un commentaire