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| Plateformes logicielles pour robots de services |
| Saturday, 02 August 2008 16:23 | ||
 Michael Somby, ingénieur spécialiste des logiciels de contrôle, vient de publier une version remise à jour de son article comparant différents logiciels utilisés dans le contrôle de robots. Aprés une présentation de la définition et du rôle d'un robot de service, nous retrouverons une comparaison détaillée des différentes plateformes logicielles, dont certaines sont déjà connues sur le marché français, notamment URBI de Gostai et Microsoft Robotics Studio. Ce genre d'exercice est actuellement unique en son genre, alors profitez-en bien!  By Michael Somby (
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)
Quelle est la spécificité de la robotique de service par rapport à la robotique industrielle ? Imaginez qu'il fait noir dans une pièce, et que vous allumez la lumière. Pour la plupart des robots industriels, un tel changement de l'illumination serait un événement catastrophique. Ces robots sont conçus pour fonctionner dans des environnements industriels dont tous les paramètres sont précisément contrôlés. Leurs systèmes de vision ne peuvent pas faire face à ce genre de changement d'illumination sans reconfiguration ou reprogrammation.
A l'inverse, interagir avec un environnement dynamique et changeant est une condition nécessaire pour la plupart des robots de services.
A personal service robot (Stanford University)
Nouveaux meubles, obstacles aléatoires, personnes marchant, objets qui ont disparus ou qui sont inconnus, utilisateurs non professionnels, enfants, animaux familiers, voitures sur la route -- tous ces éléments contribuent à créer un environnement dynamique où un robot de service doit pouvoir maîtriser. Sans compter que la plupart des robots de service sont mobiles et travaillent à proximité des gens.
Les besoins très spécifiques de la robotique de service ont entrainé la création d'une industrie logicielle qui développe des nouvelles technologies spécifiquement conçue pour des applications de robotique de service. Cet article passe en revue plusieurs logiciels disponibles sur le marché pour des applications de robotique de service.
IntroductionConstruire un robot qui ferait les chambres des hôtels, nettoierait les maisons ou servirait le petit déjeuner est le rêve de tous les ingénieurs de la « robotique de service ».
Pour presque chaque industrie, il existe une utilisation particulière de robot de service :
Il y a beaucoup d'applications potentielles, et la bonne nouvelle est que la technologie y arrive progressivement.
Les robots de services aujourd'hui 
Healthcare tele-presence robot (InTouch Technologies Inc)
Bien que la robotique de service soit une industrie relativement jeune, elle est passée par un certain nombre d'itérations, d'améliorations continues de la technologie. La télé-opération était probablement la première étape dans l'évolution des robots de service. Plusieurs robots de ce type sont déployés aujourd'hui et sont encore télécommandés par un opérateur humain. Chaque mouvement de ces robots est actionné et suivi par un humain.
Les robots militaires déployés en Irak et en Afghanistan, les robots robotiques de chirurgie, et les robots de téléprésence de soins de santé sont de bons exemples de robots de service télécommandés.
Armed Talon MAARS robot (Foster-Miller)
 L'introduction de la navigation autonome et de l'évitement d'obstacle a conduit la robotique de service à un niveau supérieur. La navigation en intérieur est arrivéeen premier, suivi par des technologies de navigation en extérieur.
La localisation intérieur, l'évitement d'obstacle, et la navigation sont les thèmes de recherche des milieux académiques depuis de nombreuses années. Aujourd'hui la technologie est mûre. De plus en plus de robots sur le marché réussissent à trouver leur chemin dans un bureau typique ou dans une maison.
Indoor mobile robots (MobileRobots Inc)
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Warehouse robots (KIVA Systems)
La technologie de navigation en intérieur se fonde principalement sur des capteurs tels que les télémètres laser, les télémètres infrarouge/ultrason, des sondes de contact, des algorithmes de vision par ordinateur, et des cartes d'occupation.
 
Stanley, the winner of 2005 DARPA Grand Challenge
La conduite automatique en extérieur a été propulsée par trois courses de voiture robotiques organisés par la DARPA. Les concours ont amenés à la création de plusieurs technologies telles que des algorithmes de visions informatiques et de traimants des données LIDAR.
Aujourd'hui, un nombre croissant d'entreprises proposent des robots de services d'intérieur et d'extérieur, dont certains sont des réussites, comme le robot aspirateur. On trouve également des robots rangeant les entrepôts, des robots tondeuses, des robots de livraison des robots agricoles et même des kits permettant de commender des vehicules.
 
Unmanned Ground Vehicle (General Dynamics Robotic Systems)
Les véhicules autonomes militaires sont des plates-formes reconfigurables universelles qui peuvent être équipées de divers modules de charge utile spécialisés pour des missions type. Selon la mission, les véhicules non-pilotés peuvent porter les charges utiles qui détectent des intrusions, détectent le feu ennemi, détectent les portées de tireur isolé, attaquent des ennemis, ou vérifient des étiquettes de RFID attachées aux articles commandés. Des robots mobiles autonomes peuvent être programmés pour collaborer avec d'autres robots ou humains en équipe.
Le meilleur exemple de robots mobiles autonomes mis en application sur une échelle massive est le futur système de combat (FCS), un des programmes ambitieux de la modernisation du Pentagone. La FCS définit comment un certain nombre de plates-formes équipées et portant de diverses charges utiles fonctionneront ensemble à l'avenir dans le réseau d'un champ de bataille. Certains des secteurs adressés incluent les architectures communes (4D/RCS), la planification des missions, l'interprétabilité des systèmes (JAUS, STANAG 4586), les sondes/charges utiles futées, le partage de données et l'échange (C4I).
   La capacité d'apprendre constitue la clef permettant que les robots utilisent à intelligemment et de façon autonome les bras manipulateurs robotiques dans les environnements dynamiques. Les dernières versions des systèmes de contrôle apprenant peuvent découvrir des propriétés d'un objet, d'interagir avec les humains, et devinent même des intentions humaines.
Dexter robot (UMass, Amherst)
 Le logiciel qui guide l'étude et des robots sociaux est basés sur un nouveau principe qui s'écarte nettement des approches traditionnelles, en permettant aux robots d'apprendre de nouvelles missions/comportements directement des humains sans reprogrammation. Au lieu de la définition « ce que le robot doit faire, » le logiciel définit « comment le robot apprendra ce qu'il doit faire.
 
Service robot training (Skilligent LLC)
 Imaginez que vous êtes un type chanceux qui vient juste d'obtenir un robot de service. Vous voulez que le robot compose range votre chambre, sélectionne des oranges dans votre jardin, ou pallettise des boîtes dans votre garage. A l'arrivé du robot, vous vous attacherez à ce que le robot apprenne de vous toutes les choses que vous voulez qu'il fasse. Le scénario est devenu une réalité avec les avancées des systèmes de contrôle commerciaux spécifiquement conçus pour apprendre et la multitude de projets de recherche dans le domaine.
L'éducation des robots est quelque peu différente de la programmation, car elle n'exige pas l'expertise de la programmantion de la part de l'entraîneur. C'est pourquoi les robots apprenant seront des robots sociaux, ils doivent pouvoir engager des humains directement.
Cette brève histoire de l'évolution de la robotique de service a préparé le terrain pour l'apparition d'un nouveau marché, celui des logiciels robotiques de dernier cri. Les logiciels décrits par la suite peuvent être considérés un point de départ pour l'intelligence des robots. |
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