joint japanese-french robotic laboratory vers une sémiotique du mouvement comme base de langages de...

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.


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.


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


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


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


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


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


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


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

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