Acquis d'apprentissage

À l'issue des activités d'enseignement théoriques et pratiques, l'étudiant sera capable d'utiliser un système basé sur Linux afin d'installer et d'exécuter le simulateur de robot Webots. Dans Webots, l'étudiant sera capable de concevoir différents types de systèmes de contrôle pour des plateformes robotiques mobiles (par exemple, le robot éducatif e-puck). L'étudiant sera capable de construire à la fois des contrôleurs codés à la main (par exemple, des machines à états finis probabilistes) et ceux nécessitant le soutien d'un algorithme d'optimisation à paramétrer (par exemple, des réseaux neuronaux artificiels synthétisés à l'aide de l'apprentissage par renforcement). L'étudiant connaîtra les fonctionnalités de base de ROS2 afin de pouvoir programmer des plateformes robotiques mobiles. L'étudiant sera également capable de porter sur une plateforme physique les contrôleurs développés avec le simulateur Webots. Les étudiants connaîtront également les concepts théoriques de base de la robotique bio-inspirée.

Objectifs

L'objectif de ce cours est d'apprendre aux étudiants à concevoir différents types de systèmes de contrôle pour des robots autonomes à l'aide d'environnements de simulation tels que Webots et ROS2.

Contenu

Le cours comprend les parties suivantes :

·   Fondements théoriques de la robotique bio-inspirée, avec une attention particulière portée aux systèmes robotiques en essaim.

·   Comment installer une machine virtuelle (VM) sous Linux.

·   Comment installer le simulateur Webots sur une VM.

·   Comment programmer Webots por : i) créer un scénario expérimental de robot, et ii) concevoir des contrôleurs de robot.

·   Introduction à ROS2

·   Introduction à l'apprentissage par renforcement multi-agents

·   Comment concevoir des machines à états finis probabilistes comme contrôleurs de robots

·   Comment porter des systèmes de contrôle développés en simulation sur un robot physique

Table des matières

Voir la description du contenu du cours

Exercices

Des travaux pratiques seront organisés afin d'aider les étudiants à assimiler les concepts théoriques et pratiques abordés dans ce cours. Les travaux pratiques auront lieu toutes les deux semaines. Toutefois, leur fréquence pourra être modulée (augmentée ou diminuée) en fonction des besoins des étudiants.

Méthodes d'enseignement

Compte tenu du contenu très pratique de ce cours, chaque séance sera composé d'une présentation classique du contenu à l'aide de diapositives et d'exercices pratiques visant à permettre à l'étudiant d'assimiler le contenu du cours. Pour réaliser les exercices pratiques, l'étudiant peut soit utiliser le matériel informatique mis à disposition par la faculté, soit utiliser son propre ordinateur portable. Cette dernière option est fortement encouragée car elle permettra à l'étudiant de s'exercer en dehors des cours.

Méthode d'évaluation

L'étudiant sera évalué à l'aide d'un devoir à rendre quelques semaines après la fin des cours et d'un examen oral au cours duquel l'examinateur posera des questions sur le devoir rendu (par exemple, des questions sur certains aspects de la mise en œuvre) et sur l'ensemble du contenu du cours, y compris les parties théoriques. Le devoir portera sur la conception d'un système de contrôle pour des robots autonomes à l'aide des outils présentés pendant les cours. Pour son devoir, l'étudiante pourra choisir un scénario robotique parmi une liste de scénarios fournie par l'enseignant vers la fin du cours. Le devoir et l'examen oral compteront pour 100 % de la note de ce cours. Si l'étudiante échoue à la première session, elle pourra rendre son devoir et passer l'examen oral pendant la session d'été (deuxième session).

Sources, références et supports éventuels

Tout le matériel de lecture et tout matériel de support nécessaire seront fournis par l'enseignant à partir des nombreuses ressources disponibles gratuitement sur le Web.

Langue d'enseignement

Français