Exploration en essaim robotique intégrant un retour visuel pour l’opérateur

Résumé

L’utilisation de la robotique gagne en popularité dans différentes sphères d’application en raison des nouvelles possibilités qu’offrent les robots. Notamment grâce à leur capacité d’enregistrer de l’information ainsi que la possibilité de travailler dans des endroits difficilement accessibles aux humains, les robots mobiles sont des compagnons idéals pour l’exploration, que ce soit l’exploration de souterrain, sous l’eau ou même d’endroits éloignés comme d’autres planètes. En raison de leur robustesse et leur modularité, les essaims de robots sont mieux adaptés que les autres systèmes pour effectuer des missions d’exploration. L’utilisation d’un contrôle décentralisé, au coeur de l’essaim, permet à chaque robot de s’adapter de manière autonome et cohérente aux différentes situations et l’homogénéité des robots permet un remplacement rapide et autonome d’un robot fautif. D’abord inspirés des vols coordonnés d’oiseaux ou des déploiements organisés des colonies de fourmis, les essaims de robots se développent rapidement et ils seront déployés dans des scénarios réels prochainement. Néanmoins, un aspect critique de ces déploiements d’essaims robotiques reste encore peu développé : l’interaction entre ces robots et leur(s) opérateur(s). Le contrôle d’un essaim peut induire une grande charge cognitive sur l’opérateur, notamment parce que la compréhension du comportement d’un essaim n’est pas intuitive. Dans ce travail, nous tentons d’améliorer cette compréhension en créant un retour d’information visuel pour l’opérateur par mouvements expressifs d’essaim. Lors d’une mission d’exploration, les robots doivent communiquer à l’opérateur régulièrement : lorsqu’un événement nécessitant une attention particulière survient, ou au contraire, que la mission se déroule sans problème. Notre approche est de concevoir des mouvements expressifs permettant d’améliorer la lisibilité des robots, c.-à-d. la facilité pour l’opérateur à comprendre les intentions et les actions de l’essaim. En utilisant le langage de programmation d’essaim Buzz, nous utilisons des algorithmes d’intelligence d’essaim complètement décentralisés pour créer une solution complète. Nous utilisons premièrement un algorithme d’exploration robuste pour remplir la mission. Lorsque requis pour la communication, nous transférons certains robots non essentiels à un algorithme de formation, dans le but de créer les mouvements expressifs. Ces scripts sont finalement testés sur de petits robots de table appelés Zooids dans le but de créer une étude utilisateurs.

Date	23 août 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	David St-Onge (Directeur(-trice))