Robot attentionnel

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Informations générales

Encadrants: Patrick Reignier, Thierry Fraichard, Jérôme Maisonnasse et Véronique Aubergé

Ce projet est pour un groupe de 2 ou 3 étudiants intéressés par la robotique mobile

Contexte

La robotique de service s'est développée au cours des dernières années. Ces robots peuvent ou non avoir des capacités de manipulation, mais ils devraient idéalement être en mesure d'effectuer un large éventail de tâches, y compris mais non limité à la sécurité à domicile, la surveillance et la prestation de soins, les fonctions éducatives, etc.

Les technologies liées à la robotique arrivent maintenant à maturité. Grâce aux récents progrès en matière de technologies de perception et de communication, des systèmes mécatroniques miniaturisés et des capacité informatiques de plus en plus facilement embarquables, nous avons assisté à l'arrivé de robots mobiles autonomes guidant les personnes dans les musées ou des voitures automatisées se promenant sur le réseau routier. Du point de vue de la navigation, c'est-à-dire de la capacité d'un robot à se déplacer dans son environnement, des progrès significatifs ont été réalisés au cours de la dernière décennie. Cependant, un aspect clé lié à la conception des robots de services est le fait qu'ils doivent coexister avec des personnes et partager le même espace de travail. Ce seul fait ajoute une dimension supplémentaire au problème de navigation: vous ne vous déplacez pas autour d'une personne comme vous le feriez autour d'un meuble. Lorsque l'on se déplace entre des personnes ou que l'on interagit avec elle (par exemple, pour l'éviter, pour le saluer, pour lui faire passer un objet), on obéit à un certain nombre de règles culturelles et sociales non dites, comme le maintien d'une distance appropriée.

Une des pistes explorée par la thèse de Rémi Paulin est l'utilisation d'un modèle attentionnel couplé à un modèle géométrique de l'environnement pour le calcul de la trajectoire du robot. Le modèle attentionnel est celui proposé par Jérôme Maisonnasse au cours de sa thèse. Il permet d'estimer la quantité de ressources attentionnelles qu'une personne va attribuer aux différents objets ou autre personnes dans une scène en fonction de leur saillance. Ce modèle peut donc être utilisé pour planifier un déplacement de robot cherchant par exemple à minimiser la distraction d'une personne ou l'effet de surprise qu'il pourrait créer, tout en se maintenant à une distance suffisante des obstacles.

Exemple d'utilisation d'une des toutes premières version du modèle :

Sujet

Les étudiants devront mettre en place une expérience sur Rob'Air mettant en évidence les apports de la prise en compte explicite des mécanismes de l'attention dans la navigation d'un robot mobile au milieu de personnes. Ils s'appuiront pour cela sur un prototype développé par Rémi Paulin. Ce prototype est développé en C. Il repose sur une architecture de micro-services (docker) et est interfacé avec un simulateur basé sur Unity. Ce prototype devra être porté sous ROS (Robotic Operating System) et piloter le robot Rob'Air. Une démonstration mettant en jeu Rob'Air et une ou plusieurs personnes devra être conçue et développée.