La robotique dans nos vies Rami Abielmona SMRLab – Université dOttawa Décembre 29, 2003...

La robotique dans nos viesLa robotique dans nos vies

Rami AbielmonaSMRLab – Université d’Ottawa

Décembre 29, 2003Conférences Scientifiques des Fêtes

DéfinitionsDéfinitions

“Un manipulateur reprogrammable multifonctionnel concu pour deplacer des matériaux,des outils, des pièces ou des composantes spécialisés à travers une série de mouvements programmés pour effectuer une tache précise."

Robot Institut de robotique d’Amérique,1979

Qu’est ce qu’un robot?

“Un appareil automatique qui peut effectuer des fonctions normalement effectuer par des humains.”

Traduit du dictionnaire Webster’s

Au tout débutAu tout début

La notion d’avoir des machines qui travaillent pour nous pour accomplir des taches a commencé en 384-322 BC avec Aristote.

La Mythologie

18iéme Siècle

En1774, les inventeurs Pierre et Henri-Louis Jacquet-Droz dévoile un “greffier automatique”. Cette figurine ressemblant à un garcon pouvait dessiner et écrire des messages allant jusqu’a 40 charactères. Ils ont aussi inventé une femme-robot qui jouait du piano.

Un peu plus tard…Un peu plus tard…

Un bon exemple serait la machine à tisser. Cette machine était programmé à l’aide de carte perforée.

19ième SiècleUn peu plus tard…Un peu plus tard…

Contrairement aux automates du 18ième siècle, les robots des années 1800 étaient concus pour aider à fournir à la demande industrielle.

20ième Siècle

1921: Première référence au mot robot par l’écrivain Czech Karel Capek (1890 - 1938).

Un peu plus tard…Un peu plus tard…

Un peu plus tard…Un peu plus tard…

1921: Première référence au mot robot dans par l’écrivain Czech Karel Capek (1890 - 1938).

1940: Westinghouse Electric Corp. crée deux premiers robots fonctionnant avec des moteurs électriques. Elektra pouvait danser, compter jusqu’à 10 et fumer, pendant que le chien Sparko pouvait marcher,se tenir sur ses pattes arrières et japper.

20ième Siècle

1941:première utilisation du mot robotique par Isaac Asimov pour décrire la technologie des robots. Il prédit l’augmentation de la robotique industrielle.

20ième Siècle

1968: L’Institut de recherche de Stanford, construit le premier robot mobile capable de voir. 'Shakey' était équipé d’une caméra de télévision et d’un détecteur de distance.

Shakey est le premier robot capable de penser et de réagir aux changements dans son environnement.

Un peu plus tard…Un peu plus tard…

20ième Siècle

1968: GE construit le premier camion pouvant marcher.

Un peu plus tardUn peu plus tard……

Aujourd’hui…Aujourd’hui…

Le Canada contribue a l’exploration de l’espace avec le fameux Canadarm.

Il fut donné à la NASA en tant que contribution du Canada au programme la navette spatiale.

21ième Siècle

Le robot Roboroo fut dévelopé en 1994, en Australie par Holden, pour tester l’efficacité des cages de protection des véhicules contre les attaques des kangaroos.

Aujourd’huiAujourd’hui21ième Siècle

Aujourd’huiAujourd’hui

En 1997, Honda invente un robot presqu’ humain. Le P3 peut marcher seul, monter les marches, ramasser et porter des objets.

21ième Siècle

Aujourd’huiAujourd’hui

ASIMO!

21ième Siècle

Aujourd’huiAujourd’hui

QRIO!

21ième Siècle

RéférencesRéférences www.robotics.org www.space.gc.ca www.nasa.gov http://robotz.org www.fanucrobotics.com http://asimo.honda.com http://cache.ucr.edu/~currie/roboadam.htm http://www.bbc.co.uk/science/robots/

roboteers/index.shtml www.site.uottawa.ca/~petriu

Applications RobotiquesApplications Robotiques

Industrie automobile Chaine de montage Laboratoires médicaux Médecine Énergie nucléaire Agriculture Exploration spaciale Inspection sous-marine Service à la clientèle Arts et divertissements

Industrie d’automobileIndustrie d’automobile

Un des plus importants partenaires de l’industrie robotique

Robots pour le soudage Précision et robustesse

pour l’assemblage de pièces

Manipulation de charges lourdes

Peinturages Utiliser pour les endroits

difficiles à atteindre

Chaine de montageChaine de montage

Un autre grand partenaire dans l’industrie robotique, les chaine de montages

Exécution de taches répétitives, de mouvement ennuyeux et dangeureux, toujours avec la même précision

Utilisation d’un même manipulateur avec plusieurs outils différents

Produit des résultats optimaux. Surveille la qualité de production

à l’aide de capteurs adaptés au produits.

Laboratoire MédicaleLaboratoire Médicale Les laboratoires médicaux

requirent aussi des robots pour effectuer des tâches répétitives et précises.

Capacité d’analyser plusieurs échantillions ou prélevements

Systèmes de test et de mesure automatisé.

Petites unités mobiles pouvant transporter des échantillions entre labos, minimizant les déplacements multiple des techniciens.

MédecineMédecine Avec la précision grandissante,

l’industrie robotique occupe de plus en plus de place dans les chirurgies modernes et la médecine en générale.

Assistance lors de chirugies

demandant l’utilisation d’outil de grande précision

Recherche constante de nouvelles applications robotiques pour aider le dévelopement dans le domaine biomédicale

Amélioration des soins pour patients

Énergie NucléaireÉnergie Nucléaire

Aux centrales nucléaires, on trouvent plusieurs robots.

Utilisé pour l’entretien de la

centrale Les robots fonts les

remplacements des composantes radioactives dans la centrale

Bloque les fuites radioactives Nettoyage et décontamination

des zones contaminés sans risque de danger pour les humains

AgricultureAgriculture

Les robots sont beaucoup utilisés en agriculture

En Australie, un système robotisé a été dévelopé pour tondre les moutons

Utilisé aussi pour la semance des champs

Ramassage automatique des raisins et des pommes

Exploration SpacialeExploration Spaciale

Les sondes spatiales explore et découvre l’univers pendant de nombreuses années.

Les sondes Viking I et II sont envoyé explorer la planète Mars en 1976

Le fameux bras canadien, Canadarm, est utilisé sur la navette spaciale.

En 1998, le Mars Rover utilise des manipulateurs pour ramasser des échantillions de la surface de la planète.

Permet de récolter des informations provenant d’endroits ou l’homme ne peut pas ce rendre.

Inspection sous-marineInspection sous-marine

Les robots submersibles sont utilisés depuis plusieurs années pour l’exploration des fonds des océans.

Sauvetages lors de naufrages Utiliser pour trouver les boites

noires lors d’écrasement d’avion. Exploration des fonds marins et

d’épaves. Inspection des parroies des

barrages pour détecter les fissures Inspection et entretien des plate-

formes pétrolière.

Service à la clientèleService à la clientèle

Plusieurs machines offrent des services automatisé pour améliorer le service à la clientèle.

Guichet automatique Pompe d’essence

modernes Distributrice automatisé

Arts et divertissementArts et divertissement

S’amuser avec des jouets sophistiqués seulement à des fins récréatives.

Robots qui effectuent les tâches ménagères comme la balayeuse et la vaisselle.

AIBO, le chien construit par Sony, avec tous les charactérisques d’un vrai chien sans cepandant les désagréments.

C’est la plus grande source d’innovation pour l’évolution de la robotique.

Capteur robotiqueCapteur robotique

Rami AbielmonaSMRLab – Université d’Ottawa

Décembre 29, 2003Conférences Scientifiques des Fêtes

Différent TypesDifférent Types Capteur Tactile Utiliser pour imiter le toucher

– Magnétique– Ultrason– Micro-onde– Optique

Capteur temps de vol Utiliser pour savoir la distance d’un objet – Ultrason– Laser

Compas Utiliser pour la direction– Mécanique– Flux magnétique– Effet Hall

Divers Receuillir de l’information sur l’environnement– Gyroscopes– Détection de mouvement– Fumée– Pression– Température

Capteur TactileCapteur Tactile

Utiliser surtout pour détecter les collisions

Si l’interrupteur ferme, un courant électrique circule et on détecte un contact.

Différent des capteurs de Proximité(Sans-contact)– Utiliser pour prévenir une collision– Beaucoup plus de composantes complexes

Le spectre de lumièreLe spectre de lumière

Capteur InfraRougeCapteur InfraRouge

Utilise le spectre de lumière infrarouge (invisible pour les humains)

Mesure l’angle d’incidence de la lumière réfléchie par un objet

Capteur InfraRougeCapteur InfraRouge

Capteur InfraRougeCapteur InfraRouge

Configuration simple

Configuration char de combat

Capteur UltrasoniqueCapteur Ultrasonique

Très similaire au capteur optique mais utilise des ondes soniques

Nous ne pouvons pas entendre les ondes ultrasoniques mais ils réfléchissent sur les objets et retourne au capteur.

On mesure la distance avec le temps de vol

Compas digitalCompas digital

Informe de la direction– Avec by N, E, O and S– Ou avec l’angle de 0° à 360°

Compas(2)Compas(2)

Autres capteursAutres capteurs

Gyroscope

Détecteur de mouvement

Fumée

Pression

Autres capteurs(2)Autres capteurs(2)

Température

Lecteur de ligne

Vidéo

RéférencesRéférences

http://www.intersema.com/site/technical/ms5534.php

http://www.acroname.com http://www.robotstorehk.com/sensor.html http://www.hvwtech.com http://www.site.uottawa.ca/~rabielmo/elg4392b http://www.lynxmotion.com http://www-2.cs.cmu.edu/~cmucam/

DDéclencheuréclencheur robotique robotique

Rami AbielmonaSMRLab – Université d’Ottawa

Décembre 29, 2003Conférences Scientifiques des Fêtes

Servo MoteurServo Moteur

Utilisé pour controller les roues d’un robot ou d’un bras manipulateur

La plus populaire méthode de controle est par modulation de largeur d’impulsion (PWM)

En variant la largeur de l’impulsion, on peut– Augmenter/diminuer la vitesse d’un moteur– Changer la direction d’un moteur– Arrêter un moteur

Boite d’engrenageBoite d’engrenage

Grande puissanceHaute vitesse

Bras robotiqueBras robotique Meilleur exemple est le bras canadien

“CanadaArm”

Bras robotique (2)Bras robotique (2)

Beaucoup d’autres applications pour les manipulateurs (espace, mine, automobile,médecine, etc…)

Bras RobixBras Robix

Le bras Robix RCS-6 est fabriqué par Robix Utiliser par les écoles secondaires jusqu’au niveau

universitaire pour les cours de robotique Consiste de six servo moteurs controllant diverses

positions

RéférencesRéférences

http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/ http://www.site.uottawa.ca/~rabielmo/elg4392b http://www.mdrobotics.ca/galleryframe.html http://robix.com/ http://ee.okstate.edu/lgjohn/4213f02/

ConclusionsConclusions Par définition, la robotique est une science multidisciplinaire

nécessitant la collarboration et la participation de plusieurs champs d’expertise Génie méchanique Génie électrique Science informatique Physique Mathematique

On retrouve la robotique partout Elle nous simplifie la vie de plusieurs facons et contribue à

l’anvancement technologique Cependant, nous sommes très loins de voir des robots avec la même

capacité intelligente de l’être humain

RemerciementsRemerciements

Dr. Petriu et Dr. Groza, mes co-superviseurs, pour leur patience et leur conseils

Pascal Lyonnais et Codrin Pasca, mes collègues, pour leur contributions à cette presentation

Tout le monde ici, pour être présent!

Questions ?