Histoire et connaissance de la robotique

par | Déc 4, 2016 | Robotique et changement societe

I ) Les automates puis les premiers robots

 

II ) Tous les robots sont maintenant programmables, qu’est ce que cela signifie ?

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Le premier robot électronique « Electric Dog » apparut en 1912 n’était pas programmable.
Maintenant avec les progrès informatiques, les robots sont programmables.

III ) Origine du mot robot

Le terme robot apparaît pour la première fois dans la pièce de théâtre (science-fiction) de l’auteur Karel Čapek : R. U. R. (Rossum’s Universal Robots)1. Le mot a été créé par son frère Josef à partir du mot tchèque « robota » qui signifie « travail, besogne, corvée ».

1970 – Les premiers robots industriels apparaissent, malgré leur coût élevé, dans le début des années 1970.
Ils sont destinés à exécuter certaines tâches répétitives, éprouvantes ou toxiques pour un opérateur humain : peinture ou soudage des carrosseries automobiles.

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Un robot est un dispositif mécatronique (mélangant mécanique, électronique et informatique) conçu pour accomplir en automatiquement des tâches imitant ou reproduisant, dans un domaine précis, des actions humaines.

La conception de ces systèmes et l’objet d’une discipline scientifique, branche de l’automatisme nommé robotique.

L’usage du terme « robot » est galvaudé pour prendre des sens plus larges : automate distributeur, appareil pour faire la cuisine, logiciel servant d’adversaire sur les plateformes de jeu bot informatique.

IV ) Ou trouve t’on des robots ?

 

 

Pour ceux et celles qui veulent en savoir plus sur les robots , cliquez sur le bouton ci-contre   Les robots de demain

 

V ) Synthèse histoire de la robotique

 

VI ) Exercices connaissance de la robotique

Préparez une feuille de copie puis faire les exercices suivants

1 ) Voici ci-contre une liste de machines, appareils que vous devez classer en 3 catégories.      /3

machines télécommandées
robots
Appareils, ustensiles

Attention :

Comme vu précédemment, le terme robot est galvaudé, c’est à dire utilisé pour plein de choses sans que cela soit forcément exact et approprié.
Le grand public peut utiliser le mot robot pour une machine alors qu’elle n’en n’a pas les critères.

Quelquefois un type appareil peut être considéré comme un robot alors que un même type d’appareil d’une marque différente ou d’une gamme différente ne peut pas être considéré comme un robot.

Il y a de nombreux pièges, pour ne pas tomber dedans et perdre des points, regardez attentivement les vidéos précédentes, il y a toutes les informations pour savoir à quels critères  doit correspondre un robot. 

 – robot Coréen Method-2
 – robot Rosa de l’entreprise Française Medtech
 – robobee de l’université Havard aux Etats-Unis
 – robot Coréen multifonction Kenwood FPM255 
 – robot Thermomix TM5 (Allemagne)
 – robot phoque Japonais Paro
 – robot francais Roméo de l’entreprise Alderaban
 – Drone Chinois Syma X5C
 – Drone Francais Hexo+
 – Robot Suisse Thymio II
–  Robot de combat  Battro Borg

2 ) Pour les machines que vous n’avez pas classé comme robot. Indiquez la ou les caractéristiques qui manquent pour qu’il puissent faire partie de la catégorie.        /3

 

 

VII ) Faire collaborer les hommes et les robots

 

Le premier robot que vous allez apprendre à programmer s’appelle Thymio.

Regarder comme un homme et un cobot collaborent pour faire le montage de ses roues.

 

4 ) Les lois fondamentales de la robotique        /2

La cage de protection autour des robots industriels, les capteurs de forces des cobots. Tous cela est fait pour respecter la première loi fondamentale de la robotique.
Quel est cette loi et par qui elle a été énoncé pour la première fois ?
Écrivez également sur votre copie la deuxième et la troisième loi de la robotique.

 

Question 5 :     /1    le 8 juillet 2017 les journaux titrent « les policiers ont utilisé un « robot-tueur » pour la première fois » voici la l’article de FranceTV info  http://www.francetvinfo.fr/monde/ameriques/policiers-tues-a-dallas/a-dallas-les-policiers-ont-utilise-un-robot-tueur-pour-la-premiere-fois_1539041.html

Lisez l’article et indiquez si les termes, le vocabulaire utilisé par les journalistes est correct  ?

Si vous trouvez des erreurs, indiquez lesquelles en argumentant.
Si le vocabulaire vous semble correcte indiquez pourquoi également en argumentant.

 

VIII ) La robotique biomimétique

Vous allez commencer à programmer des robots, parmi la liste précédente vous utiliserez le robot Thymio ( les autres coûtes trop cher 😉
Les animaux sont une grande source d’inspiration pour la robotique. Espérons qu’il en soit de même lorsque vous allez programmer Thymio.

 

5 ) Résoudre des problémes scientifiques avec le biomimétisme des robots

Lors des vidéos précédente un chercheur de L’Inria ( Institut national de recherche en informatique et en automatique )
cite le cas d’un robot biomimétique qui a démontré la validité d’une hypothèse scientifique.
Il s’agit de quel animal et qu’est ce que le robot a démontré ?

VIIII ) Faire collaborer des robots ( l’union fait la force )

 

 

Votre travail, organiser un goûter robotique

Comme les chercheurs et ingénieurs  vu précédemment qui étudient comme faire collaborer des robots pour résoudre des problèmes ou comprendre le comportement des animaux, vous aller faire collaborer des robots afin de cette fois ceux ci vous propose un service, vous servir des bonbons et des gâteaux par exemple lors d’un goûter de fin d’année.

Vous pourrez vous inspirer de la vidéo ci-dessous mais bien entendu pour vous les robots ne proposerons pas des sushis mais les choses que vous avez l’habitude de manger lors d’un goûter.

 

Votre but final sera de faire collaborer des robots, afin que ceux ci restent les un derrières les autres sans se bousculer à la même vitesse tout en suivant la même trajectoire.

Mais entre temps il faudra passer par plusieurs étapes intermédiaires comme, s’arrêter devant un obstacle, suivre une ligne, réagir s’il y a du bruit, indiquer quand il fait trop chaud etc …

 

X ) Prendre connaissance avec le robot Thymio

 

Allumer et éteindre le robot

demarrer-thymio

Pour allumer le robot, il suffit d’appuyer et de maintenir le doigt sur le rond qui se trouve au centre des flèches jusqu’à ce que le robot émette un son et devienne vert. Cela prend quelques secondes.

Pour éteindre le robot, il suffit de maintenir le doigt sur le rond central quelques secondes jusqu’à ce que le robot joue une mélodie et s’éteigne complètement.

 

recharger-thymio-2

 

 

 

Recharger Thymio

Pour recharger Thymio, il suffit de le brancher à un ordinateur avec le câble micro-USB.
Si vous disposez d’un chargeur USB mural standard, par exemple pour votre téléphone portable, vous pouvez y connecter Thymio pour le charger. La charge sera d’ailleurs plus rapide.
Pour charger plusieurs Thymios à la fois, vous pouvez utiliser un hub USB.
De plus, si votre Thymio ne s’allume plus même en le branchant à un ordinateur, le brancher à un chargeur mural peut le réanimer.

Lorsque Thymio est en charge, une lumière rouge s’allume près du port USB, comme sur (A).
S’il est allumé, les LED d’indication du niveau de batterie clignotera. Vous pouvez charger Thymio lorsqu’il est allumé ou éteint. Lorsque Thymio est chargé, une lumière bleue s’allume près du port USB.

Le langage de programmation de Thymio s’appelle Aseba, c’est un langage qui permet de programmer des actions en fonction d’évènements comme le langage C généré par Scratch.
Il permet de gérer en même temps plusieurs microcontrôleurs d’un même robot ou de plusieurs robots. Il est parfaitement adapté à la robotique collaborative.

connexion-aseba-studioLe logiciel qui permet de faire la programmation en langage Aseba s’appelle Aseba Studio pour Thymio

Si Thymio n’est pas connecté ?  Si Thymio n’est pas connecté lorsque vous démarrez Aseba studio pour Thymio, ou si vous lancez Aseba Studio (pas la version « pour Thymio »), vous verrez s’afficher la fenêtre de choix de robot ci contre.
Connectez Thymio et cliquez sur:
1. Serial port (Si Thymio est connecté par USB)
2. Thymio-II Robot
3. Connecter

 

 

La programmation par défaut en langage Aseba se fait avec des lignes de code, cette manière de programmer permet plus de possibilité , elle est surtout utilisé au Lycée ou à l’Université.

Si vous lancez l’interface de programmation visuelle Blockly ( entouré en bleu), vous aurez quelque chose qui ressemble beaucoup à scratch.
Cette programmation Blockly sera traduite en ligne de code Aseba, cette manière de programmer est parfaitement adapté pour le niveau collège.

Une interface de programmation visuelle VPL  (Visual Programming Language) permet aussi de programmer graphiquement le langage Aseba. Cette interface de programmation est adaptée pour les enfants de 3 à 8 ans. Elle ne sera pas utilisée pour le collège cycle 4 sauf pour comprendre comment le code Aseba est généré.

interface-aseba

 

Materiel-Thymio-fr

Les comportements préprogrammés sont toujours présents dans le robot Thymio.

Pour en choisir un, démarrez le robot et sélectionnez une couleur grâce aux boutons flèches.
Le bouton central permettant de démarrer le comportement.
Ensuite, le bouton central permet de revenir au menu de sélection des comportements.

Document PDF sur les comportements préprogrammés

les-comportement-pre-programmes-robot-thymio

 

XI ) Les capteurs et actionneurs de thymio

valeurs-variables

A partir du dessin sur le matériel de Thymio faites un tableau avec une colonne de la liste des capteurs et colonne de la liste des actionneurs.

Attentions !! certains éléments ne sont ni capteur ni actionneur donc les mettre dans le tableau enlève des points

6 ) Testez les comportements programmés du robot
explorateur, amical et attentif

Puis branchez le à l’ordinateur et démarrez Aseba studio pour thymio
Pour la partie variable, vérifiez que l’option « auto » est bien cochée
Faite en sorte que toutes les variables soient visibles en cliquant sur les petites flèches.

Les variables sont toutes les informations dans un programmes qui peuvent changer de valeur en fonction de
– des détections des capteurs (détection plus ou moins importantes)
– de la puissance de fonctionnement des actionneurs (moteurs qui tournent a des vitesses différentes )

Pour chaque comportements explorateur, amical et attentif faire un tableau avec 3 colonnes
avec dans la première colonne les capteurs qui sont utilisé dans le comportement puis à la suite de cette colonnes les actionneurs utilisés

dans la seconde colonne donnez la valeur minimale des variables  en face de chaque capteur et actionneur
dans la troisième et dernière colonne donnez la valeur maximale des variables

 

Évaluation et barème de notation

Evaluation connaissance robotique format Libre Office 

Evaluation connaissance robotique format PDF

 

 

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