JOINT JAPANESE-FRENCH ROBOTIC LABORATORY
Vers une sémiotique du mouvement
comme base de langages de programmation
en robotique
Nicolas Mansard
LAAS, Toulouse
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Problématique et approche (1/2)
Problématique Génération (semi-)autonome
de mouvements complexes en robotique
Approche classique en robotique Perception – décision – action Trajectoire comme élément central
Conséquences Connaissances nécessaires Temps de calcul Contraintes sur la loi de commande
moiIntelligenceGénérationContrôleMéchatro.
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Hypothèse de travail La génération et le contrôle de mouvement
sont indissociables
Enchaînement de tâches Un lexème de description Une loi de contrôle effective Premiers résultats atteints et travaux nécessaires
Khatib (USA), Neo (Japon), Boulic (Suisse)…
Et en France ? Fonction de tâche (Samson91), planification discrète (LAAS) Et entre les deux : planification de trajectoire
Problématique et approche (2/2)
IntelligenceGénérationContrôleMéchatro.
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Parcours académique
08
07
06
05
04
03
02
01
00
Séjour Pré-doctoral au Japon
Collaboration à Lisbonne
Post-doctorat au JRL-Japon Avec A. Kheddar et K. Yokoi
Post-doctorat à Stanford Collaboration AI Lab. Stanford University (USA) / JRL-Japan
Thèse à l’INRIA RennesEncadré par F. Chaumette
Projet LAGADIC
Élève ENS CACHAN(sur concours 3ème année)
DEA Imagerie-Vision-Robotique Encadré par O. Aycard – Projet E-Motion
ENSIMAG Stage ingénieur R&D à Madrid
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Travaux passés (1/2) Pile de tâches
Un outil pour l’enchaînement Absorption des incertitudes Commande haut-niveau
Extension de la pile Redondance directionnelle Tâches à dimension variable (avec Stanford) Redondance robuste (avec Lisbonne)
Commande haut niveau Manipulateur : convergence globale Extension aux robots non-holonomes
CONTRÔLEUR DE TÂCHES
CONTRAINTES
Centrage
Zoom
Perspective
Rotation
Pile de Tâches
ajout
retrait
swap
NIV
EA
U
1N
IVE
AU
1
NIV
EA
U
1C
ON
TR
OL
MO
TE
UR
PILE
e1 ei ei+1 en
Contrôleur de
butées
Contrôleur
d’obstacleContrôleur
d’occultation…
COLLISION PREDITE ?
Contrôleur de
remise
OBSTACLE EVITE ?
Contrôleur
délibératif
MINIMUM LOCAL ?DEAD-LOCK ?
Remet une tâche
Retire une tâche
Ajout d’une tâche spécifique
conférence journal
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Travaux passés (2/2) Enchaînement pour les robots humanoïdes
Application directe de la méthode Démonstration “Attraper la balle en marchant”
Commande au contact/en espace libre Extension à l’Operational Space Control Exécution d’un plan de contact
conférence journal
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Travaux passés : synthèse
Asservissement référencécapteur
Redondance directionnelle
Pile adaptative
Contraintes génériquesRobotique manipulatrice
Robotique non-holonome
Robotiquehumanoïde
DimensionDynamique Incertitudes
BASNIVEAU
HAUTNIVEAU
Dimension variable
Pile de TâchesCONTRAINTES
Centrage
Zoom
Perspective
Rotation
ajout
retrait
swap
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Projet de recherche (1/2)
Construire une sémiotique du mouvement
comme base d’un langage d’actions complexes Sémiotique : l’étude des symboles
Axe 1 : construction du vocabulaire de mouvement Contrôle de modalités multiples Extension des capacités locales
Axe 2 : du vocabulaire au langage d’action
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Projet de recherche (2/2) Enchaînement réactif de mouvement
Un vieux rêve : se passer de planification Mécanismes semi-locaux d’optimisation (en ligne) Formalismes provenant du contrôle d’exécution
Planification de tâches Redéfinition de la notion de planification Fusion planifications discrète / continue Premiers travaux sur la planification de contact
Apprentissage de mouvement par imitation Tâche comme pivot apprentissage / répétition Liens (et différences) avec l’animation virtuelle
Nicolas MANSARD Concours CR2 – Gepetto LAAS
Insertion et fonctionnement
Cadre applicatif : robotique humanoïde Orientation vers les systèmes commandables complexes Mais aussi : agents virtuels complexes, sciences du vivant
Équipe Gepetto Groupe RIA, LAAS, Toulouse Projet Gepetto Laboratoire JRL
ANR R-Blink Renforcement des collaborations autour du JRL
Collaboration avec Aldebaran Robotics
JOINT JAPANESE-FRENCH ROBOTIC LABORATORY
Bilan Projet de recherche
Le chaînon manquant en robotique Collaborations
Japon (JRL), Portugal (ISR/IST), USA (Stanford)Projet Robot@CWE FP6 (Europe), Robea Egocentre, Cycab (France)
DiffusionLogiciels : ViSP, Cycab-TK, SoTVulgarisation, démonstrations
Encadrement: 1 (+2) thèse et 1 stage
6 Revues internationales: 2 parues + 2 CA + 2 soumisesTransactions IEEE en robotique et en automatique
10 Congrès internationaux (+ 3 français) Conférences IEEE majeures en robotique/automatique
3 Prix de la meilleure thèse (France)Finaliste de la meilleure vidéo ICRA’07