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ARTUISIS: Augmented Reality and Tangible User Interface to Supervise and Interact with robot Swarms

Description du projet :
Les essaims de robots sont des systèmes décentralisés, composés d’un grand nombre de robots de petite taille et autonomes, capables d’explorer collectivement un espace, de coordonner leurs mouvements, ou encore de se répartir dynamiquement des tâches.
Ces capacités proviennent d’algorithmes inspirés de la biologie ou de la physique, ou en lien avec la Control Theory, qui définissent le comportement d’un robot selon son état à l’instant t et ses capacités de perceptions et d’actions, le comportement global de l’essaim émergeant des interactions locales entre ces robots.
L’exemple le plus répandu est un essaim de robots coordonnant leur mouvement dans l’espace, dont le comportement est inspiré des nuées d’oiseaux ou de certaines espèces de poissons, et repose sur 3 règles simples basées sur la physique : répulsion, attraction et orientation. La coordination des mouvements (aussi appelée flocking) est un des comportements de base des essaims de robots, comme l’agrégation, la formation de chaine ou d’une forme prédéfinie, ou la répartition spatiale dans une zone.

Ce projet s’intéresse particulièrement aux comportements de base qui conduisent à une auto- organisation spatiale d’un essaim de robots. Il vise à permettre, pour un opérateur :
– La compréhension des mécanismes de cette auto-organisation
– La supervision de la dynamique du comportement de base
– D’agir de façon intuitive, ergonomique et efficace sur cette auto-organisation spatiale

Objectifs du projet :
Ce projet propose d’identifier, et de rendre explicites par la visualisation, les mécanismes menant à l’auto-organisation spatiale des robots de l’essaim, et de mettre en place des interacteurs spécifiques, aptes à représenter et à agir sur la spatialité et la dynamique de l’essaim. Cette proposition pourra être pour l’opérateur une aide à la compréhension et à la conception des comportements. L’originalité du projet ARTUISIS repose 1) sur l’utilisation de la Réalité Augmentée dans l’aide à l’observation et à la compréhension des mécanismes du comportement de l’essaim,
et 2) sur la conception et l’utilisation d’un interacteur tangible spécifique pour représenter la dynamique spatiale de l’essaim, et l’influencer de façon intuitive.

Mots-Clés : Essaim de robots, auto-organisation, Réalité Augmentée, Interface Tangible
Période du projet : 01/10/2021 – 01/10/2025
Liste des membres/partenaires : Jérémy RIVIERE – Lab-STICC / UBO (Coordinateur du projet)
Gilles COPPIN – Lab-STICC / IMT Atlantique
Sébastien KUBICKI – Lab-STICC / ENIB
Etienne PEILLARD – Lab-STICC / IMT Atlantique
Cout total : 148K€
Aide financière : ANR_21-CE33-006-01

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