Robot Improvisateur Métallophoniste – PFE DII

robo

 

Présentation du projet : 

Dans le cadre de son projet de fin d’étude encadré par Monsieur Romain Raveaux, Erwin Pilot, spécialité informatique industrielle, a créé un robot musicien. Celui ci devait être en mesure de jouer du métallophone de manière réaliste et esthétique. Ensuite, ce robot devait être doté d’une certaine intelligence lui permettant d’effectuer une improvisation musicale de base.

La destination de ce robot musicien improvisateur peut être un lieu d’exposition d’œuvre d’art ou encore un spectacle musical. Il s’adresse à un public réceptif au monde artistique, curieux, insolite, conceptuel et à ce qui suscite l’investigation.

Structure du système : 

Le robot est constitué de trois grands sous-ensembles :

  • Le système mécanique : Il a pour rôle de frapper les lames du métallophone lorsque les actionneurs électromécaniques qui le composent sont mis en énergie.
  • Le contrôleur de mouvement : Lorsque qu’il reçoit l’ordre de jouer une note de musique, il assure la mise en énergie et le contrôle des actionneurs électromécaniques afin que cette note soit correctement jouée sur le métallophone.
  • Le cœur d’improvisation : Il a pour rôle d’effectuer une improvisation musicale, c’est de dire de composer des mélodies en temps réel en s’appuyant ou non sur les sons environnants. Il donne l’ordre au « contrôleur de mouvement » de jouer les notes qui découlent de sa composition.

Le synoptique ci-dessus explicite l’intégration des trois sous-ensembles du robot ainsi que la nature des flux qui y entrent ou qui sortent.

structure du système

Travail réalisé : 

Le travail réalisé dans le cadre de ce projet a été décomposé en deux parties distinctes. Elles ont été traitées indépendamment en veillant tout de même à ce qu’elles puissent être fusionnées pour obtenir la réalisation finale.

Partie n°1 – « contrôleur de mouvement » : La première partie consiste à créer un système de commande des électro-aimants qui soit en mesure de reproduire un jeu réaliste se rapprochant de celui d’un percussionniste métallophoniste.

Partie n°2 – « cœur d’improvisation »: La deuxième partie consiste à créer un système qui assure la fonction d’improvisation musicale. Il sera en mesure d’analyser les sons environnants afin qu’ils puissent être pris en compte dans l’improvisation. Les notes de musique produites par le système seront transmises au contrôleur de mouvement afin qu’elles soient interprétées et traduites en mouvements mécaniques.

Plan de développement : 

Ce plan décrit l’ensemble des taches à réaliser lors du projet ainsi que l’ensemble des livrables auxquels elles doivent donner lieu. On cherchera également à déceler un maximum des potentiels risques qui pourraient mettre en péril la réussite du projet. Enfin on s’intéressera à l’estimation du coût du projet aussi bien en ce qui concerne le matériel que la main d’œuvre.

Au-delà de la réalisation physique du système, les livrables suivants devront être produits :

  • Cahier d’analyse et de modélisation (à jour) intégrant :

– Dossier de fabrication du système mécanique

– Dossier de fabrication du contrôleur de mouvement

– Diagrammes de composant

– Synthèse des méthodes liées au système mécanique et à la musique

– Modèles logiciels (architecture, activité, séquence…)

– Guide d’installation et d’optimisation du système pour le cœur d’improvisation

– Certain Patchs Pure Data (langage graphique) si nécessaire

  • Code source microcontrôleur (C++) et Pure Data (patch)
  • Compte-rendu de réunion (toutes les 2 semaines environ)
  • Manuel utilisateur
  • Recettes (relevé oscilloscope, temps d’exécution, preuves de stabilité)
  • Analyse financière et résultat du projet
  • Bilan sur les pistes d’amélioration Pour faciliter la maintenance du système, un stock des pièces ayant une probabilité non négligeable de défaillance sera mis à disposition de l’utilisateur.

Ce projet a été exposé à la chapelle Sainte-Anne lors du festival Superflux, en Mars 2015.