Nous explorerons ce trimestre diverses questions reliées à la mobilité et la localisation robotique.
Comme l'explique la formule pédagogique du cours, celui-ci gravite principalement autour d'un projet d'envergure, réalisé par une équipe comprenant un nombre de partenaires suffisant pour que l'on puisse aborder des questions complexes qu'il faut intégrer avec intelligence, et qui ne peut être mené à bien sans un authentique travail d'équipe.
Au cours des dernières années, nous avons exploré à plusieurs reprises l'univers de la robotique et de l'imagerie numérique.
En 1997, dans le projet ICARE, nous avons examiné la télécommande et le comportement de robots mobiles qui seraient auto-pilotés à partir d'une cartographie numérisée de leur environnement. Les travaux furent exécutés avec beaucoup de succès (voir ici des exemples de rapports antécédents) mais faute de matériel adéquat, nous avions dû nous contenter de robots purement virtuels.
En 1998, après avoir soigneusement examiné diverses possibilités, cette lacune fut comblée: le projet UBI souleva le voile sur le fascinant monde le robotique mobile, et ceci de manière tout à fait convaincante avec de vrais robots. Pour nous permettre d'explorer de nouveaux horizons, nous avons momentanément laissé l'univers de l'image numérique pour aborder celui de la transmission d'ondes accoustiques que nous utilisions à des fins de localisation. Nous avons revisité certaines questions de nature système et interface personne-machine, qui font partie de notre souçi d'aborder des thèmes de grande importance dans la réalisation des systèmes électroniques et numériques contemporains.
En 1999, avec le projet CYCLOPE, nous avons été à même d'introduire une imposante composante de vision numérique intégrée à la robotique mobile. Notre but dans ce projet n'était pas de développer une expertise dans ce domaine comme tel. mais avant tout de l'utiliser comme un scénario d'exploration et d'apprentissage d'une richesse exceptionelle pour l'étude des systèmes avancés. L'acquisition vidéo, bien que présente, était néanmoins limitée car basée sur des caméras fixes et externes au véhicule.
En 2000, avec le projet Nomade, nous franchissions une autre étape, d'abord en passant à l'environnement Lego qui offre une flexibilité d'implantation mécanique beaucoup plus étendue que le petit robot précédent. Mais aussi, pour la première fois, nous lui adjoignons une caméra embarquée miniature qui va lui permettre, avec les ressources de traitement plus puissantes, de se comporter de manière nettement plus "intelligente".
Nous nous sommes passablement inspiré, au cours de ces dernières années, de la démarche du Media Lab du MIT qui, il y a déjà plusieurs années, avait choisi la micro-robotique pour soutenir la formation en design de haut niveau. Le petit robot mobile que nous avions utilisé en 98 et en 99 était d'ailleurs le fruit de nombreuses années de développement au MIT. Nous avons ainsi été à même de puiser dans des ressources pédagogiques de grande qualité. Cette approche à la formation au design par la micro-robotique a d'ailleurs fait l'objet de la thèse de doctorat de Fred Martin, Circuits to Control: Learning Engineering by Designing Lego Robots, en1994. Elle est à la base d'un cours mondialement connu, qu'il a monté avec une vaste équipe, la MIT 6.270: Autonomous Robot Design Competition. C'est ce nême groupe du MIT qui est l'origine du système Mindstorm de Lego que nous utiliserons dorénavant.
Le choix de la micro-robotique comme scénario de travail
n'est pas un accident. En effet, ce sujet est excetionnel car il
intègre à lui seul tous les domaines techniques qui
nous concernent: instrumentation, commande, communication,
electromécanique, informatique, systèmes
"intelligents", interface personne-machine, traitement de signal,
etc. Il permet même d'aborder des questions aussi
avancées que les systèmes coopératifs, les
architectures distribuées et l'informatique temps réel.
Il est particulièerement stimulant pour l'enseignement car il
permet de construitre des démonstrations pratiques dont il est
facile d'apprécier la qualité. Aussi - et surtout - il
soutient naturellement l'approche de conception qui prend comme point
de départ l'identification des besoins, laquelle est au coeur
de notre démarche d'apprentissage du design.