Robotics platforms

L’équipe Rainbow exploite des plateformes expérimentales de robotique constituées de 5 plateaux (vision robotique, robotique mobile d’intérieur, robotique médicale, robotique humanoïde et drones). Elles permettent aux membres de l’équipe d’utiliser des systèmes robotiques fiables pour valider leurs recherches autour de l’asservissement visuel, le suivi visuel, la perception active et le contrôle partagé. D’un point de vue logiciel, tous les matériels sont contrôlés via ViSP, une plateforme logicielle open source que nous développons dans l’équipe, mais aussi avec le framework ROS.

Plateforme de vision robotique

Nous exploitons trois robots industriels pour valider nos recherches en l’asservissement visuel et en vision active. Le premier est un robot cartésien à six degrés de liberté construit par Afma Robots dans les années 90, l’autre est un robot cylindrique à quatre degrés de liberté également construit par la société Afma Robots. Le troisième est Panda, un robot compliant à 7 degrés de liberté de la société Franka Emika. Ces robots sont équipés de caméras. Le robot cartésien et Panda permettent également d’intégrer des pinces sur son effecteur.

Nous utilisons également un joystick à retour d’effort Virtuose 6D de la société Haption. Cet équipement est utilisé comme périphérique maître dans plusieurs de nos activités de contrôle partagé.

© Inria / H. Raguet

Robots mobiles d’intérieur

Pour le prototypage rapide d’algorithmes de perception, de contrôle et de navigation autonome, l’équipe utilise un Pioneer 3DX de chez Adept équipé de différents capteurs nécessaires à la navigation autonome et au contrôle basé capteurs.

De plus, pour valider les recherches dans le domaine de l’assistance à la personne, nous avons trois fauteuils roulants électriques, un de la société Permobil, un autre de chez Sunrise et le dernier de la société YouQ. Le contrôle du fauteuil roulant s’effectue à l’aide d’un système « plug and play » entre le joystick et le contrôle bas niveau du fauteuil roulant. Un tel système nous permet d’acquérir l’intention de l’utilisateur à travers la position du joystick et de contrôler le fauteuil en appliquant des corrections à son mouvement. Les fauteuils roulants ont été équipés de caméras et de capteurs à ultrasons pour effectuer l’asservissement requis afin d’assister les personnes handicapées.

© Inria / H. Raguet

Plateforme de robotique médicale

Cette plate-forme est composée de deux bras Adept Viper à six degrés de liberté. Des sondes ultrasonores connectées à un SonoSite 180 Plus ou à un système d’imagerie 3D Ultrasonix SonixTouch peuvent être montées sur un capteur d’effort fixé sur chacun des effecteurs. Le joystick à retour d’effort Virtuose 6D de chez Haption peut également être utilisé sur cette plate-forme.

Cette plateforme est primordiale pour mener les recherches et les expérimentations autour de l’asservissement visuel ultrasonore appliqué au positionnement d’une sonde échographique, au suivi de tissus mous, à l’élastographie ou aux tâches d’insertion d’aiguille robotisée.

© Inria / H. Raguet

Robots Humanoïdes

Romeo est un robot humanoïde de SoftBank Robotics destiné à être un véritable assistant personnel et un compagnon. Seule la partie supérieure du corps (tronc, bras, cou, tête, yeux) est opérationnelle. Cette plateforme de recherche est utilisée pour valider nos recherches en asservissement visuel et en suivi visuel pour la manipulation d’objets.

En 2016, cette plateforme a été étendue avec Pepper, un autre robot humanoïde conçu par SoftBank Robotics pour être un véritable compagnon de tous les jours. Il dispose de 17 degrés de libertés montés sur une base holonome à roues et d’un ensemble de capteurs (caméras, laser, ultrasons, inertiel, microphone) qui rendent cette plateforme intéressante pour les recherches en manipulation basée vision et en navigation visuelle.

© Inria / H. Raguet, C. Morel

Plateforme de drones d’intérieur

En 2014, nous avons lancé des activités impliquant la perception et le contrôle d’un ou d’une flotille de drones quadrirotors. À cette fin, nous avons acquis quatre quadrirotors de Mikrokopter Gmbh, en Allemagne, et un quadrotor de 3DRobotics, aux États-Unis. Les quadrotors de chez Mikrokopter ont été fortement personnalisés en: (i) reprogrammant le contrôleur d’attitude bas niveau embarqué sur le microcontrôleur des quadrotors, (ii) équipant chaque quadrirotor d’une carte Odroid XU4 sous Linux Ubuntu et le logiciel TeleKyb (le middleware utilisé pour gérer les flux d’expérimentation et la communication entre les drones et la station de base) et (iii) l’achat de caméras couleur USB3 Flea afin de les monter sur les drones. La plateforme est utilisée pour tester un certain nombre de schémas de commande de vol simples et multiples, en accordant une attention particulière à l’utilisation de la vision embarquée comme principale modalité sensorielle.

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