Fonctionnalités et utilisation des robots LEGO Mindstorm

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Huguette St-Pierre
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1 Fonctionnalités et utilisation des robots LEGO Mindstorm Stage «Hippocampe» d initiation à la recherche École Normale Supérieure, Lyon 14 Mai 2014 Stage «Hippocampe» - Robots 1/23

2 Bienvenue! Objectifs Comprendre les fonctionnalités des robots LEGO Mindstorm Écrire votre premier programme Charger un programme dans le robot Stage «Hippocampe» - Robots 2/23

3 Plan Introduction Qu est-ce qu un robot? Les composants Navigation et Comportement Programmation par blocs Exemples Stage «Hippocampe» - Robots 3/23

4 Introduction Isaac Azimov a popularisé la notion de robotique dans les années Il propose trois lois régissant les robots de ses œuvres de science-fiction. Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, restant passif, permettre qu un être humain soit exposé au danger. Un robot doit obéir aux ordres que lui donne un être humain, sauf si de tels ordres entrent en conflit avec la Première loi. Un robot doit protéger son existence tant que cette protection n entre pas en conflit avec la Première ou la Deuxième loi. Stage «Hippocampe» - Robots 4/23

Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, restant passif, permettre qu un être humain soit exposé au danger.

5 Des utilisations variées Figure: Mars Exploration Rover est une mission de la NASA ayant pour objectif d étudier la planète Mars. Tâches dangereuses pour l homme Décontamination d équipements Exploration en milieu hostile Stage «Hippocampe» - Robots 5/23

Mars. Tâches dangereuses pour l homme Décontamination d

6 Des utilisations variées Figure: Fabrication de véhicules automobiles. Tâches répétitives et/ou stressantes Chaines de montages Travail de précision Stage «Hippocampe» - Robots 6/23

7 Et bien d autres encore... Santé Militaire Jouets Agriculture Surveillance Transports Divertissement BTP Domotique... Stage «Hippocampe» - Robots 7/23

8 Qu est-ce qu un robot? Stage «Hippocampe» - Robots 8/23

9 Votre but : créer de l intelligence! Stage «Hippocampe» - Robots 9/23

LEGO Mindstorm EV3 Figure: Robots EV3RSTORM et EXPLOR3R Fonctionnalités 500+ pièces et éléments techniques Processeur ARM9 et connectivité Internet 3

10 LEGO Mindstorm EV3 Figure: Robots EV3RSTORM et EXPLOR3R Fonctionnalités 500+ pièces et éléments techniques Processeur ARM9 et connectivité Internet 3 moteurs interactifs, 6 capteurs différents Logiciel de programmation par blocs Contrôle via Télécommande ou application mobile Stage «Hippocampe» - Robots 10/23

moteurs interactifs, 6 capteurs différents Logiciel de programmation par

11 Les composants Stage «Hippocampe» - Robots 11/23

12 La Navigation Mouvement d un point à un autre Déplacement sur une distance donnée Rotation selon un angle précis Suivi de trajectoire Stage «Hippocampe» - Robots 12/23

13 Le Comportement Prise de décision Une condition liée à une observation Une action à effectuer quand la condition est vérifiée Stage «Hippocampe» - Robots 13/23

14 Exemple 1 Nous souhaitons que le robot avance tout droit jusqu à ce qu il croise un obstacle. A la détection d un obstacle, il doit effectuer une rotation à 90 degrés. Deux comportements Avancer tout droit Si obstacle, arrêt et rotation Stage «Hippocampe» - Robots 14/23

A la détection d un obstacle, il doit effectuer une rotation à 90

15 Comment programmer le robot? Bloc de programmation : unité de commande L enchaînement des blocs de programmation entraîne une exécution cohérente du robot Différentes palettes sont disponibles dans l environnement de programmation : Action Contrôle du déroulement Capteur Données Avancé Stage «Hippocampe» - Robots 15/23

programmation entraîne une exécution cohérente du robot Différentes palettes

16 Palette action Moteur Moyen Gros Moteur Déplacement et direction Déplacement char Affichage Son Témoin d état de la brique Stage «Hippocampe» - Robots 16/23

17 Palette contrôle Démarrer Attendre Boucle Sélecteur Interruption de boucle Stage «Hippocampe» - Robots 17/23

18 Palette capteur Boutons de la brique Capteur de couleur Capteur infrarouge Rotation du moteur Minuteur Capteur tactile Stage «Hippocampe» - Robots 18/23

19 Retour sur l exemple 1 Nous souhaitons que le robot avance tout droit jusqu à ce qu il croise un obstacle. A la détection d un obstacle, il doit effectuer une rotation à 90 degrés. Avancer tout droit Boucle : Répéter "Avancer" Si obstacle, arrêt et rotation Condition : Détection d un obstacle Action : Arrêt des moteurs puis rotation à 90 degrés Stage «Hippocampe» - Robots 19/23

Avancer tout droit Boucle : Répéter "Avancer" Si obstacle, arrêt et rotation Condition :

20 Retour sur l exemple 1 Avancer tout droit Boucle : Répéter "Avancer" Stage «Hippocampe» - Robots 20/23

21 Retour sur l exemple 1 Avancer tout droit Boucle : Répéter "Avancer" Stage «Hippocampe» - Robots 21/23

22 Exemple 2 : Déplacement dans un plan Etape 1 : Examiner la situation Comprendre le problème et identifier vos objectifs Quelle ma situation de départ? Quelle est ma condition d arrivée? Quels sont les capteurs nécessaires? Stage «Hippocampe» - Robots 22/23

23 Exemple 2 : Déplacement dans un plan Etape 2 : Définir le comportement global du robot Est-ce que le parcours est connu? Comment réagir face aux obstacles? Stage «Hippocampe» - Robots 22/23

24 Exemple 2 : Déplacement dans un plan Etape 3 : Découpage du comportement global Mettre en évidence les étapes menant à l objectif Quelles actions? Stage «Hippocampe» - Robots 22/23

25 Exemple 2 : Déplacement dans un plan Etape 4 : Définir la séquence d étapes Ecrire la séquence permettant de résoudre le problème Quel est l ordre logique des étapes? Stage «Hippocampe» - Robots 22/23

26 Exemple 2 : Déplacement dans un plan Etape 5 : Traduire la séquence d étapes Exprimer chacune des étapes en terme de blocs de programmation Stage «Hippocampe» - Robots 22/23

27 Et maintenant... Merci de votre attention C est à vous de jouer! Stage «Hippocampe» - Robots 23/23

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