Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 1/31 Ada – l’espace intelligent Exposition de l’Institut de Neuro-informatique (Uni + ETH Zürich)

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1 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 1/31 Ada – l’espace intelligent Exposition de l’Institut de Neuro-informatique (Uni + ETH Zürich) à

2 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 2/31 Sommaire Projet Contraintes Implémentation Réalisation Autres applications Conclusion

3 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 3/31 I. Le Projet Ada

4 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 4/31 Objectif Le cerveau est le centre de contrôle de notre corps. Il nous permet de percevoir notre environnement, de réagir et de résoudre de problèmes Comprendre ces facultés, les reconstruire et les utiliser sous forme de technologies est l’objectif du projet Ada

5 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 5/31 Homme – Monde - Machines monde hommemachine monde hommemachine

6 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 6/31 3 facettes du système nerveux Les interactions sensori-motrices entre le corps physique et le monde réel La perception, l’interprétation et la planification des actions dans le monde réel L’expérience du monde en terme d’intention et d’émotion

7 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 7/31 Plan de l’exposition Foyer 18m Sensori-moteur 28m Perception 34m Réflexion Emotion 200 personnes 500 visiteurs/heure 20 minutes de visite

8 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 8/31 Voir (1) Les yeux d’Ada sont : –des caméras de plafonds fixes (nombre de personnes, positions, déplacement) –des caméras directionnelles mobiles (suivre des personnes « caractéristiques » (vitesse de déplacement, habits, mouvement relatif).

9 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 9/31 Voir (2)

10 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 10/31 Voir (3) Image de base Détection de la position Historique des déplacements de la personne Sauvegarde basse résolution de l’habit (couleurs)

11 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 11/31 Entendre (1) Ada peut localiser, identifier et analyser des sons au moyen de: –microphones de plafond (cris, bruit, appel) –microphones directionnels (pour entendre les personnes qui l’intéressent)

12 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 12/31 Entendre (2) Détection hauteur du son: Permet de segmenter les personnes présentes Permet de les localiser Utilisé pour synthésiser de la musique Utilisé pour synthésiser de la voix

13 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 13/31 Toucher (1) Le sol actif est la peau d’Ada Les plaques du sol sont équipées de capteurs de poids (adulte – enfant) Ada sait sur quelles plaques se trouvent les personnes Les plaques communiquent entre elles, ainsi Ada connaît les déplacements sans avoir recours aux caméras

14 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 14/31 Toucher (2)

15 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 15/31 Communiquer Ada communique avec son entourage par des sons, des lumières et des projections sur les murs Elle peut ainsi illuminer une plaque de sol pour faire comprendre au visiteur qu’elle sait qu’il est là et l’inviter à suivre les signaux lumineux

16 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 16/31 Jouer (1) Ada ne fonctionne pas selon un shéma pré-établi mis réagit de façon ciblée et en fonction de la situation. Un fait qui est illustré à merveille par sa façon de jouer Ada essaye d’inciter les visiteurs à jouer avec elle et cherche à les amener à la bonne « position » (lumières + sons)

17 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 17/31 Jouer (2) Football : Ada injecte une « balle » sous la forme d’un carrelage allumé Pac-man : plusieurs balles que le joueur doit « manger » Cache-cache : sans utiliser les caméras Tic-tac-toe Backgammon, etc..

18 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 18/31 Apprendre/ mémoriser Ada peut relier des informations de ses différents organes des sens et en tirer des conclusions. Ada apprend de son expérience : elle peut mémoriser un événement et le réutiliser plus tard Ada peut se souvenir des visiteurs particuliers avec lesquels elle a joué

19 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 19/31 II. Contraintes

20 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 20/31 Contraintes électroniques Capteur (de poids) local Actuateurs (LED colorées) locaux Traitement local - aucun contrôle global (Re)-Programmation locales (voisinage) Choix de la cellule « mère » Comportements émergents sur plusieurs cellules

21 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 21/31 Contraintes d’installation Aucune connexion entre les cellules Voisinage incomplet accepté (bords, piliers, escaliers) Installation par un ouvrier du bâtiment Doit supporter le « Pizza Test » Changement d’une cellule en moins d’1/4 heure

22 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 22/31 III. Implémentation

23 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 23/31 Voisinage - Connectique Voisinage hexagonal Taille des cellules 60 cm Connection : –Alimentation redondante contact (bille- ressort) –Information : IR pour les plans continus RF pour les escaliers

24 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 24/31 La cellule

25 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 25/31 Mise en oeuvre Dizaine de brevets: –Architecture génomique ( EPFL + CSEM ) –Alimentations redondantes ( CSEM ) –Programmation et reprogrammation ( CSEM ) –Tolérance aux pannes (fonctionnement dégradé – 2nde et 3ème voisines) ( CSEM ) –Réseau RF redondant ( CSEM ) –Nerf optique ( CSEM ) –Brevet « Espace intelligent » ( ETH + CSEM )

26 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 26/31 La partie calcul 6 interface de communication asynchrone IR Un contrôleur d’alimentation redondante 3 Capteurs de poids 6 LEDs + diffracteurs Un contrôleur (processeur local) Mémoire de programme

27 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 27/31 Mise au point Une équipe pour la partie communication Un équipe pour la partie comportement global (jeux, images, etc.) Une équipe pour interface sol avec autres sens (caméras, microphones) Initialement prévu : 4000 cellules Réalisé : 530 cellules

28 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 28/31 IV. Réalisation Du 15 mai au 20 octobre sur le site de

29 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 29/31 V. Autres applications

30 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 30/31 Autres applications Artistique et ludique: –Discothèques –Salons automobiles –Fresques murales Industriel: –Halls de gares, d’aéroports (guidage de personnes) –Convoyeurs pour magasins autonomes

31 Systèmes et programmation génétiques / PMa / 22.11.2004 - 31/31 VI. Conclusion