RobAIR2013

Contexte
La robotique de service se différencie de la robotique industrielle par sa prise en compte de l'humain. Le robot de service cohabite et collabore avec et pour des humains. Pour l'Europe, ce domaine est au cœur d'enjeux sociétaux très importants avec le vieillissement de la population. Le marché de la robotique de service est estimée à 14 milliards d'euro en 2017. Les robots de télé-présence est un type de robot de service permettant à son pilote de participer à distance à des visites et des réunions. Un robot de télé-présence est essentiellement un système de visioconférence monté sur un châssis robotique mobile dont le pilotage peut être plus ou moins assisté (suivi d'un guide, d'un chemin prédéfini, ...) ou bridé (zone interdite, ...)

Préalablement imaginé pour permettre à un collaborateur distant d'utiliser un robot pris dans un pool comme un avatar lors de la réunion et lors des offs, les applications des robots de télé-présence ne se limitent pas à la collaboration en entreprise. A titre d’exemple, ils peuvent servir à l’intervention d'experts à distance sur site sensible (salle blanche, nucléaire, fablabs ...), aux travailleurs à domicile pour continuer à garder le lien social dans l’entreprise (participation aux pause-cafés), visite de musée pour personnes âgées ou fragiles isolées (campagne, banlieue, MAD, HAD, ...), insertion sociale des enfants bulles (participation aux anniversaires de copains, fêtes de famille, ...), visite familiale des personnes âgées en maison de retraite, … Plusieurs fabricants se sont positionnés sur ce marché: Texai de Willow Garage, Ava de iRobot, Jazz de Gostai, QB de Anybots.

Description
Le projet RobAIR propose le développement d'une plateforme de robotique de téléprésence ouverte destiné à la fois à l'enseignement de l'intelligence ambiante et à l’expérimentation à faible coût (ie très en dessous du prix des plateformes du marché) de la robotique de service dans des environnements réels. Cette plateforme se veut extensible et libre source (open software, open hardware, open design, open data) et d'un coup abordable.

En 2013, le projet RobAIR sera l’occasion de collaborations transversales inter-département Polytech, inter-composantes, inter-établissements (Polytech, ENSIMAG, Pole Design de Villefontaine) et même internationales (relations en cours avec l'Université Fédérale de Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brésil). Plusieurs équipes mixtes d'étudiants et l'élèves ingénieurs collaboreront à la réalisation des différents volets de robot de télé-présence (mécanique, automatique, électronique, capteurs, chaine d'acquisition, gestion d'énergie, programmation robotique Urbi et ROS, guidage, visio immersive, SLAM, réservation, roaming wifi, qos réseau, ihm pilotage …). Plusieurs expérimentations sont prévues notamment pour la visite de musée (CCSTI la Casemate) et la collaboration inter-fablab grenobloises.

La plateforme robotique de RobAIR sera constituée de 2 configurations de robot de télé-présence
 * La configuration #1 est destinée à réaliser la preuve de concept d'extensions logicielles et matérielles du robot. Elle se base sur un châssis mobile de type LynxMotion A4WD1 (400 euros) équipé de capteurs variés en fonction de l'application et sur lequel est « docké » une tablette Wifi 7 à 9 pouces. Sa hauteur ne dépasse pas les 50 cms de hauteur et son poids ne dépasse pas 5 kgs. La configuration #1 est similaire au wifibot (vendu 5000 euros) ou au Turtlebot (vendu 1500 euros)
 * La configuration #2 est destinée à l'expérimentation en environnement réel (musée, fablab, maison de retraite). D'une hauteur d'1m30 et d'un poids de 25kg, le châssis mobile se base sur un système de propulsion Devantech RD03 (800 euros avec les batteries mais hors matériaux châssis et capteurs) et sur laquelle est « docké » une tablette Wifi 11 pouces. La configuration #2 est similaire au Jazz (vendu 10000 euros).

Configuration 1 pour les preuves de concept

 * Base robot LynxMotion A4WD1 Aluminium http://www.robotshop.com/eu/productinfo.aspx?pc=RB-Lyn-400&lang=fr-CA
 * Kinect for Windows
 * Caméras fixes ou PTZ USB
 * Lidar (http://www.robotshop.com/eu/capteur-distance-laser-urg-04lx-ug01-hokuyo-eu-2.html)
 * Tablette Atom 7 poouces (wifi, bluetooth)
 * Carte embarqué ARM9 + capteurs (Snowball, ...) Linux +/- Android
 * Pince robotique http://www.robotshop.com/eu/kit-little-grip-lynxmotion.html
 * Chargeurs de batteries LiPo
 * Clavier Logitek K400

Configuration 2 pour l'expérimentation

 * Système de Propulsion de Robot 24V Devantech RD03 (http://www.robotshop.com/eu/systeme-propulsion-robot-24v-devantech-rd03.html)
 * Kinect for Windows
 * Caméra stéréoscopique USB
 * Lidar (http://www.robotshop.com/eu/capteur-distance-laser-urg-04lx-ug01-hokuyo-eu-2.html)
 * Tablette Atom 11 pouces (wifi, bluetooth)
 * Carte embarqué ARM9 + capteurs (Snowball, ...) Linux +/- Android
 * Clavier Logitek K400
 * Batteries séches au Plomb 12V : Power Sonic PS1270 7 Ah (25 euros) et PS12120 12 Ah (49 euros)
 * Chargeurs de batterie 12V

Logiciels

 * ROS
 * Urbi
 * JITSI

Sous-projets d'étudiants

 * recalibrage SLAM par marqueur lumière visible
 * SLAM par fusion multi-capteurs
 * Pilotage semi automatique en présence de foules
 * Portail de réservation
 * Continuité réseaux (roaming entre robots dans les lieux partitionnés (escaliers, …)
 * IHM pilotage --> TV dans le canapé + Tablette
 * Expérimentation dans une exposition en Musée
 * Expérimentation dans un cours à distance

Acteurs

 * France
 * Polytech Grenoble
 * ENSIMAG
 * Pole Supérieur de Design de Villefontaine
 * CCSTI Grenoble
 * Brésil
 * Allemagne
 * Offenburg ???
 * Offenburg ???

Projets antérieurs

 * RobAIR
 * RobAIR-Wifibot

Sponsors

 * UJF Polytech, fablab AIR
 * ENSIMAG fablab
 * Labex Persyval
 * Intel Software

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