Damien SalléResponsable R&DDamien.salle@robosoft.frRobosoft

RobuBOXTM : le complément idéal du Robotics Studio (MSRS) pour la robotique

Olivier BlochRelations techniques Mobilité et Embarquéobloch@microsoft.com Microsoft France

A qui s’adresse le MSRS? Qu’est-ce que le MSRS ? Comment utiliser MSRS pour un hobbyist ? VPL + démoSimulations + démo

Comment utiliser MSRS pour des robots de service ? De quels robots parle-t-on ?Que doit faire un robot de service ?Quels sont les besoins en soft ?Pourquoi robuBOX est le complément idéal de MSRS ?Exemple avec la robuBOX-AGVLive Démo

Agenda

L'état de l'art

Enorme engouement et marché potentielMoteur pour les sciences et les mathématiquesCommunautés d'horizons différentsRésolution de problèmes difficilesBeaucoup d'investissements et d'attentes dans le monde entier

Source: Japan Robotics Association

Market Size ($1,000s)

Year

$5.6B$5.7B

$11.0B

$24.9B

$66.4B

* Excludes Low Level Electronic Toys

2000 $0.6B

2005 $5.4B

2010$17.1B

2025$51.7B

Service & Personal Robotics

Market

1995 2000 2005 2010 2025

La croissance du marché Robotique

Hardware hétérogènePeu d'outils et de technologiesComplexité/expertise requise élevéeLacune en terme de réutilisationDifficulté à assurer la fiabilitéTransfert de compétences difficileLacune de modèles applicatifs types

Similitudes avec les débuts du PC !

Défis pour le soft et le hard

Microsoft Robotics StudioUne plate-forme de développement pour la communauté de la Robotique, pour une large variété d'utilisateurs, de hardware, et d'applications.

• Concurrency • Infrastructure

Services

• Tutoriaux et exemples• Services "Robot"• Modèles "Robot"• Services

"Technologiques"

• Outils de simulation

• Visual Programming Language

Runtime Outils dedeveloppement

Services et exemples

Microsoft Robotics Studio

Les fonctionnalités clés

Concurrency and Coordination Runtime (CCR)Libraire simple de taille réduite permettant de s'affranchir de la complexité de la gestion du threading, de la synchronisation, des dead-locks, etc.

Decentralized Software Services (DSS)Accès simple – Supervision et accès à l'état des composants logiciels pendant que l'application tourneGestion – Découverte, création, terminaison et redémarrage de composants logiciel alors que l'application tourne (sans redémarrage)Distribution – les applications peuvent être locales ou sur un réseauParamétrable, modulaire, réutilisable – Simplification de l'interaction avec une large variété de composants hardware et logiciel

Microsoft Robotics Studio

Développement

Plusieurs solutions pour créer son application robotique

Utiliser un Navigateur WebInspecter/modifier l'état d'un serviceLangage de programmation : Jscript (Javascript)

Support Visual Studio et .NetC#VB.NETIron Python

Microsoft Robotics Studio

DéveloppementVisual Programming Language

Edition DataflowDrag and dropBlocs ServiceMessages vuscomme des connexions

Pour les novicesautant que lesexperts

Visual Programming Language

Démo Tour d'horizon service debug

Outils de Simulation VisuelleRendu 3D Haute résolution

Vues Physiques et graphiques

Intégration des comportements physiquesLes robots virtuels se comportent comme dans un environnement réel

Prototypage et debug rapideRend la technologie accessibleExtensible facilement

Microsoft Robotics Studio

Développement

Simulation 3D

Démo Piloter un robot

Qu’est-ce qu’un robot de service?Pas Terminator, ni R2D2 !Pas les robots dans les usines (robots industriels), ni les drones militairesMais des « Robuter » qui rendent un service à l’homme dans notre environnement quotidien: médical, bureau, maison, parkings etc.Robuter = Robot + Computer

Comment utiliser MSRS pour les robots de service ?

robuLAB 80robuLAB 150

Les robots d’aujourd’hui: « indoor »

autovac

robuARM

De quels robots parle-t-on ?

robuCAR TT

robuCAB

Traitement des eauxrobuROC6

robuBOAT

Les robots d’aujourd’hui: « outdoor »

Les robots d’aujourd’hui: « off road »robuGLASS

De quels robots parle-t-on ?

Les robots d’aujourd’hui: santé

Estelle

Neuromad

De quels robots parle-t-on ?

Se localiser et percevoir l’environnement Fusionner ces infos pour augmenter la robustesse et la précisionConstruire une carte de l’environnementGénérer une trajectoire pour atteindre un objectifSuivre cette trajectoireAvoir un comportement réactifCollaborer dans une flotte de robotsInteragir avec les hommesEtc…

Que doit faire un robot de service ?

Interfaces avec hardware: capteurs / actionneursBase de temps fiable (TR)Bibliothèques d’algorithmes robotiqueSimulations réalistes Framework permettant de générer facilement des architectures de commandeDistributionMulti-scaling

Quels sont les besoins en soft ?

Le Robotics Studio – Microsoft:Couche structurante du soft du robotAbstraction:

Interface avec OSCouches de communicationDistribution multiprocesseurs

La robuBOXTM – Robosoft:20 ans d’expérience en robotique.

Briques logicielles robotiqueOutils de création des architectures robotiquesOutils pour la robotisation de machines quelconques

Pourquoi RobuBOXTM est-il le complément idéal de MSRS ?

Robotic Studio est un outil de développement puissantPermet une prise en main rapide pour applications simples (VPL)Nécessite des compléments pour structurer les architectures de commande, assurer la robustesse de la solution, prendre en compte les notions sécurité etc…Propose quelques exemples simples d’algorithmes de robotique mais n’incluse pas l’état de l’art

MSRS n’est pas suffisant pour créer des applications robotiques complexes, fiables et robustes.Donc nécessite expertise robotique pour les développer

Ou nécessite composant logiciel additionnel: La robuBOX

Pourquoi RobuBOXTM est-il le complément idéal de MSRS ?

Soft pour les robots: logiciel permettant de fournir une solution sur étagère pour robotiser rapidement et facilement tout type de plateforme ou véhiculeLivré avec des bibliothèques de services compatibles MSRS:

RobuBOX-Core pour la définition des architectures,Bibliothèque de Mathématiques dédiée à la robotique, Définition de formats et interfaces standard, Drivers pour actionneurs, capteurs et bus de terrain, Bibliothèque de services génériques utilisable sur tous les robots: traitement du signal, gestion de données, commande etc,Outils de supervision de flottes de robots, Composants graphiques génériques pour IHM, Modèles fidèles de robots pour les simulations réalistes.

La RobuBOXTM

Produits robuBOX™:

Une robuBOX par classe fonctionnelle de robots

Outils robuBOX™ :Outil DesignerOutil Configurator

La RobuBOXTM

Gestion efficace d’architectures complexes de commandeUtilisation intensive de contrats/interfaces génériques et standard.Définitions d’architectures adaptées aux utilisations classiques: AGV, UGV, Cybercars etc…

La RobuBOXTM

Exemples d’environnements utilisables avec RobuBOX

Tous les robots Robosoft possèdent leurs modèles 3D physiques et réalistes.Les architectures de commande des robots utilisent indifféremment les robots réels ou simulés, voir les 2 en même temps!

La RobuBOXTM

Modification dynamique de l’architecture, en fonction de l’évolution de l’environnement et de la mission

Outil puissant et intuitif pour la conception d’architectures complexes et distribuées. Dédié aux experts. Sélection des services utilisables en fonction du hardware installéUne architecture est structurée en:

Hardware layer: interface avec capteurs, actionneurs, bus de communication…Generic Layer: services implémentant des algorithmes réutilisables sur d’autres robotsProject Specific Layer: services spécifiques à une application donnée.Application Manager: Manage le bon fonctionnement général de l’application: du lancement sécurisé au monitoring TR de la santé des services. Inclus aussi une IHM générique pour visualisation TR des traitements des services génériques.

Outil RobuBOXTM-Designer

RobuBOX-Designer dédiés aux experts en robotiqueBesoin outils plus simple pour architectures et algorithmes « standard » pour une application donnée: les Reference Designs.

robuBOX-Configurator:Spécification des paramètres utilesCapacités de modifications limitées

Une fois configurée, il suffit de déployer robuBOX sur le robotSeule une connaissance limitée en robotique est nécessaire.

Outil RobuBOXTM-Configurator

Reference Design: robuLAB PC104. Windows XPembedded + Variateurs intelligents pour TR

Transport automatique de biens dans environnement industriel avec supervision et coordinationNettoyage de sols automatiqueSurveillance de bâtiments

Visites virtuelles (musées, foires, expositions)Télé-présence: piloté par téléphone et visio 3GThérapie par le jeux (enfants autistes) Education

RobuBOXTM -AGV

Stratégies de commande du robot: Téléoperation par un joystick ou une IHMTéléoperation par téléphone 3G et visioconférence Exécution d’une suite de déplacements élémentaires (avance, tourne avance…)Apprentissage-recopie de trajectoiresPath planning et génération automatique de trajectoires sans obstaclesSupervision de flottes et optimisation de chemins par un superviseurExplorateur: le robot explore son environnement pseudo-aléatoirement

RobuBOXTM -AGV

Supervision de flottes et Gestion de missionsPour le transport automatique de biens et de personnes, la flotte de robots évolue dans un réseau de routes utilisablesOptimisation dynamique et allocation automatique du parcoursManagement haut niveau des robots: détection de risques de collision, gestion des priorités aux intersections et routes à une voie, gestion des alarmes robots et anticipation défaillances…

RobuBOXTM -AGV

Live

Démo RobuBOX et Simulations IHM augmentée pour le

pilotage Déplacements élémentaires Enregistrement-recopie de trajectoires Supervision de flottes de

robots

Ressources

Robosofthttp://www.robosoft.fr/

Site MSDN Robotics Studiohttp://msdn.microsoft.com/robotics/

Resources et infos Mobilité et Embarquéhttp://www.microsoft.com/france/msdn/mobilite/default.mspx

La référence technique

pour les IT Pros :technet.microsoft.com

La référence technique

pour les développeurs :

msdn.microsoft.com

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Se former - Des webcasts, des articles techniques, des téléchargements, des forums pour échanger avec vos pairs

Bénéficier de services - Des cursus de formations et de certifications, des offres de support technique

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