Descriptif

Les robots et les drones sont des objets académiques et industriels très actuels, amenés à de forts développements et recherches, de par leurs nombreuses applications, mais aussi par le développement de l’IA, très importante en robotique. 

L’objectif de ce modal est de donner une introduction théorique et pratique de la mise en oeuvre de ces systèmes complexes comportant des capteurs variés (lidars, caméras, accéléromètres, GPS, magnétomètre…), des actionneurs (plans de vol, roues, pattes…), contrôlés par de nombreux algorithmes permettant de relier les uns aux autres afin d’interpréter l’environnement, de le modéliser, et de planifier des déplacements.

Développer des logiciels pour ces systèmes est donc difficile et des approches permettant de s’abstraire d’un matériel spécifique ou de réutiliser des composants existants sont développées pour simplifier cette tâche. Le middleware ROS (“Robot Operating System”), que nous utiliserons tout au long de ce module, constitue une de ces abstractions. Les algorithmes et leurs preuves de bon fonctionnement, en présence des nombreuses incertitudes dues aux capteurs et aux actionneurs sont aussi un enjeu majeur.

Dans ce modal, nous traiterons des aspects suivants:

• La programmation en python (ou C++) utilisant ROS (“Robot Operating System”) avec une mise en pratique variée. Nous disposons à cet effet au LIX de drones terrestres Turtlebot 3 (Burger et Waffle), Turtlebot 4, F1tenth, et de drones aériens avec systèmes de localisation indoor crazyflies, dans une salle dédiée,
• La simulation de systèmes robotiques sous ROS/gazebo,
• Des algorithmes classiques de contrôle (PID), cartographie et localisation (filtre particulaire, SLAM,  etc…) planification et suivi de trajectoire avec une mise en pratique très poussée pour amener à effectuer des courses de voitures autonomes F1 à l’échelle 1/10e (F1tenth). Les F1tenth sont une plateforme utilisée internationalement, avec des tutoriels disponibles et des compétitions internationales régulières (https://roboracer.ai/)
• Des extensions possibles à la validation de programmes de contrôle, à des méthodes d’IA etc.

Le modal est organisé avec 4 cours de 2h et le reste, de programmation, simulation et expérimentation pratiques.

Contacts : David Filliat - david.filliat@polytechnique.edu

           Eric Goubault – eric.goubault@polytechnique.edu

           Sylvie Putot – sylvie.putot@polytechnique.edu

Quota : 30 élèves