Nicolas Mansard LAAS, Toulouse Vers une sémiotique du mouvement comme base de langages de programmation en robotique Nicolas Mansard LAAS, Toulouse

Problématique et approche (1/2) moi Intelligence Génération Contrôle Méchatro. 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

Problématique et approche (2/2) 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 Intelligence Génération Contrôle Méchatro.

Parcours académique 08 07 06 05 04 03 02 01 00 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 Rennes Encadré par F. Chaumette Projet LAGADIC Élève ENS CACHAN (sur concours 3ème année) DEA Imagerie-Vision-Robotique Encadré par O. Aycard – Projet E-Motion ENSIMAG Séjour Pré-doctoral au Japon Collaboration à Lisbonne Stage ingénieur R&D à Madrid

Travaux passés (1/2) Pile de tâches Extension de la pile CONTRÔLEUR DE TÂCHES CONTRAINTES Centrage Zoom Perspective Rotation Pile de Tâches ajout retrait swap 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 NIVEAU 1 CONTROL MOTEUR P I L E e1 ei ei+1 en Contrôleur de butées Contrôleur d’obstacle Contrôleur d’occultation … COLLISION PREDITE ? Contrôleur de remise OBSTACLE EVITE ? Contrôleur délibératif MINIMUM LOCAL ? DEAD-LOCK ? Remet une tâche Retire 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 référencé capteur CONTRAINTES Centrage Zoom Perspective Rotation ajout retrait swap BAS NIVEAU Pile de Tâches Redondance directionnelle Pile adaptative Dimension variable HAUT NIVEAU Contraintes génériques Robotique manipulatrice Robotique non-holonome Robotique humanoïde Dimension Dynamique Incertitudes

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

Bilan Projet de recherche Collaborations Diffusion Le chaînon manquant en robotique Collaborations Japon (JRL), Portugal (ISR/IST), USA (Stanford) Projet Robot@CWE FP6 (Europe), Robea Egocentre, Cycab (France) Diffusion Logiciels : ViSP, Cycab-TK, SoT Vulgarisation, démonstrations Encadrement: 1 (+2) thèse et 1 stage 6 Revues internationales: 2 parues + 2 CA + 2 soumises Transactions 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