RobAIR

• UE/Module: Projet innovant de RICM4 option CM
• Enseignant: Didier Donsez, David Eon, Olivier Richard, Sophie Chareyron, Sylvain Miermot (président du LOG)...
• Élèves: 2 RICM4 (1 SR + 1 CM), 2 3I4, 3 Mat4

Description

Les robots de télé-présence auront d'ici peu énormément d'applications:

• travailleurs à domicile participant aux poses-café (50% d'un réunion se fait devant la machine à café avant celle-ci)
• 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
• intervention d'experts à distance sur site sensible (salle blanche, nucléaire, ...)
• ...

Ces robots sont déjà au catalogue de fabricants

• Jazz de Gostai
• http://www.robotshop.com/ca/robots-guides-telepresence-1.html
• ...

et des projets DIY existent déjà

• http://www.semageek.com/diy-fabriquer-un-robot-de-telepresence-sparky-jr/
• ...

L'objectif du projet est la réaliser un robot de télé-présence "open-source" et d'une IHM distante pour le pilotage

Les fonctionnalités attendues sont

• réservation des robots (OAR)
• pilotage automatique ou semi-automatique (graphe de chemins prédéfinis)
• barrières virtuelles (cartographies des pièces)
• ...

Expérimentation

• Visite à distance de l'expo Fablab au CCSTI de Grenoble

Matériel

H Koenig SWR 12

• Base de la plateforme robotique 3I
• Base de robot aspirateur Roomba
• Base de robot aspirateur HKoenigSWR
• Robot Wifibot (voir Olivier Aycard, UFR IMAAG)
• 2 webcams + servomoteurs + Pan/Tilt_Bracket
• Arduino ou STM32 Discovery
• Carte ARM11 embarquée (Tegra, Raspberry Pi)
• XBox Kinect
• Table Androïd
• 2 dongles WiFi
• capteurs distance (ultrason) , contact, ...
• pointeur laser

Structure

• Modelage (Polycaprolactone)
• Makerbot' Thing-o-Matic
• Plateforme d'usinage GI NOVA
• Fablab CCSTI

Logiciel

• OpenCV (pour le face tracking et l'orientation automatique des cameras et du robot)
• OpenNI
• OAR
• GStreamer
• FreeRT OS
• Robot Operating System (ROS)
• Urbi
• ...

Sponsors et Parrains

• ???

Fonctions du robot de téléprésence

Fonctions requises

1. Doit comporter une base mobile commandée à distance par le pilote.
   • hypothèse : sol plat sans obstacles (pas de tapis, pas de marches)
   • vitesse inférieure à celle d'un marcheur (<<5 km/h)
2. Système de sécurité type "homme mort"
   • le robot doit être inerte quand le pilote n'est pas aux commandes (ex. perte de la communication, ou pilote qui s’absente de son poste de pilotage)
3. Doit permettre une transmission audio et vidéo bidirectionnelle.
   • la qualité de la transmission doit permettre un dialogue fluide entre le pilote et ses interlocuteurs distants
4. Autonomie en énergie d'une heure ou plus.
   • prévoir un système de rechargement
5. Transfert des données par réseau Wifi (2.4 GHz et/ou 5Ghz)
   • un réseau dédié à l'application "téléprésence" est acceptable
6. Bouton d’arrêt d'urgence accessible.

Fonctions souhaitables

1. Capacité à transiter d'un point d'accès Wifi à un autre sans interrompre la communication.
   • le "roaming" n'est pas bien géré par tous les points d'accès
   • expertise : association Grenoble Wireless
2. Détection anti-collision.
   • prioritaire sur les ordres du pilote
3. Bonne visibilité de l'écran dans des conditions d'éclairage variables
   • Dalles IPS ? Ecran transflectif ?
4. Bonne qualité de l'audio, même en environnement bruité.
   • le pilote peut porter un casque
   • coté robot : micro directionnel, annulation d'écho, "beamforming", amplificateur et haut parleur de qualité
5. Systèmes d'aide à la navigation pour le pilote.
   • caméra de recul
   • caméra panoramique pointées vers le sol pour les manœuvres précises
   • lidar ou sonar

Fonctions optionnelles

1. logiciel libre pour le pilotage
   • [client libre] <-- internet --> [serveur] <-- réseau privé --> [robot]
2. passerelle pour la compatibilité avec les logiciels de visioconférence courants
   • [logiciel propriétaire] <-- internet --> [passerelle][serveur] <-- réseau privé --> [robot]
   • Skype comme cible prioritaire
   • MSN comme cible secondaire