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La robotique du collège à l'université

Dossier - S'initier et se former à la robotique
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La robotique est en pleine émergence mais comment se former à cette discipline attrayante ? Des kits d'initiation aux formations officielles, entrez dans le monde étonnant de la robotique.

  
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Pour intéresser les élèves à la robotique et la rendre facile d'accès, on trouve des projets spécifiques à chaque âge, depuis les kits de robotique jusqu'aux formations universitaires.

Au collège et au lycée, il existe des types de kits de robots programmables adaptés à une population plus mature tels ceux de Ma-vin qui ne prennent que quelques dizaines de minutes à monter mais dont l'intérêt réside avant tout dans leurs possibilités de contrôle par un logiciel que l'on programme... Ces types de produits peuvent être mis à profit par les adultes qui souhaitent mieux appréhender le sujet.

Le collège et le monde universitaire s'ouvrent à la robotique. © Science photo, Shutterstock

Kits de robotique : le précurseur Lego

Lego s'est montré précurseur dans le domaine des kits de robotique, son offre Lego Mindstorms étant apparue dès 1998. S'ils consistent en une partie mécanique (les célèbres briques que l'on doit assembler), ils disposent aussi d'un module électronique programmable depuis un PC ou un Mac. Comment cela fonctionne-t-il ? Très simplement. Lorsque les capteurs du robot renvoient une valeur (intensité de la lumière, température, etc.), le programme lui indique ce qu'il doit accomplir : tourner à 45°, reculer, etc. Très vite, les créateurs en herbe ont fait preuve d'une imagination débordante et Lego a pu présenter des applications étonnantes : orchestre de musiciens avec chef, compétitions de varappe...

Le site Mindstorms présente régulièrement les dernières créations des passionnés du monde entier. Il a ainsi été possible d'y découvre, par exemple, des distributeurs de bonbons, des prototypes d'aéroglisseurs, des joueurs de hockey, des lanceurs de CD, des robots qui décorent les œufs, un méticuleux poseur de dominos et même un ramasseur de briques Lego ! Ailleurs, nous apprenons que des jeunes filles de 12 à 14 ans ont programmé des robots nettoyeurs de panneaux solaires.

Un avantage des Mindstorms de Lego : les objets formés à partir des briques peuvent être montés et démontés à volonté pour représenter des formes diverses (humanoïde, scorpion, voiture...).

Des universités pour la robotique

De nombreuses universités et écoles proposent des formations à la robotique. C'est notamment le cas de l'IUT Mesures Physiques de Belfort-Montbéliard, l'IUT de Saint-Denis, l'université Joseph Fourier à Grenoble, l'IUT Angers Cholet et bien d'autres.

Robot construit avec un kit de Fishertechnik. © Fishertechnik, DR

Robotique : le festival Car Tec-Inno à Vierzon

En France, chaque année, le festival robotique Car Tec-Inno, à Vierzon, organise un concours de robotique à l'intention des collèges et IUT et des kits de Fischertechnik sont mis à contribution pour créer les robots comme les programmes associés.

Les kits de construction robotiques de Fischertechnik ont une approche différente des autres kits. Ce sont des répliques de machines industrielles : appareil de poinçonnage, véhicule de rangement d'objets... Certains des robots de la gamme sont dotés de mécanismes permettant de soulever ou pousser des objets. Ainsi, le Pneuva permet d'appréhender les diverses facettes de l'énergie pneumatique. Un kit tel que le Robo Explorer de Fischertechnik, un véhicule industriel sur roues, est bien adapté à une étude associée à une programmation. La boîte comprend 360 pièces, deux moteurs et une large palette de capteurs. Avant tout, il devient possible cette fois de programmer le robot.

La première étape consiste à construire la base mécanique du robot avec ses deux moteurs et des roues latérales, puis à assembler ces deux parties. Le câble de base peut alors être inséré puis l'apprenti roboticien installe la carte électronique, la partie programmable, sur le socle. Il ne reste plus qu'à insérer un accumulateur et à achever le câblage électronique comme les finitions du robot.

À partir de là, l'intelligence artificielle du véhicule peut être programmée dans un langage avancé comme le C++ ou bien, plus simplement, par le biais d'une interface graphique. On pourra ainsi amener le Robo Explorer à suivre un tracé précis, ralentir lorsqu'il détecte une forme donnée, accélérer s'il en voit une autre...

Les kits de robots programmables

Dans un même ordre d'idée, on trouve le I-Bot de Microbric, le Boe-Bot de Parallax et d'autres encore comme le Hemisson de K-Team, sorte de plateforme roulante qui a l'avantage de pouvoir se relier à un PC par câble ou sans fil ; les actions programmées sont ainsi aisément téléchargées sur le robot.

L'un des avantages des robots programmables de K-Team est de pouvoir bénéficier des apports d'une vaste communauté d'utilisateurs (des centaines d'universités dans le monde l'ont adopté). Toutes ces offres sont néanmoins intéressantes dans la mesure où elles amènent à la fois l'utilisateur à construire la partie mécanique du robot, à en câbler l'électronique et les capteurs et, enfin, à assurer la programmation de ses mouvements en fonction d'événements externes.

Dans le cas des robots de l'entreprise Pob Tech, la programmation se fait à base d'icônes, à l'aide du logiciel Risbee. © Pob Tech

Faciliter la programmation de robots

Deux sociétés françaises se sont positionnées sur le domaine consistant à faciliter la programmation d'un robot. La première est Gostai, dont le langage Urbi à base d'outils graphiques vise à permettre un contrôle de tout type de robot. La seconde est la lyonnaise Pob Tech, avec des robots que son fondateur Pierre Séguin veut « accessibles à tous ».

Un exemple de programmation simple d'un robot selon un tel mode pourrait être résumé ainsi : « Avance... Si tu détectes une marque jaune au sol, joue une musique. Si tu vois une zone rouge, tourne à 90°. Si tu vois un obstacle, recule. Si tu détectes une lumière, tu accélères et tu t'en approche... »