Un robot guide et coursier

Noury Bouraqadi est enseignant-chercheur à Mines Douai. Avec son équipe, il conçoit des logiciels et des algorithmes d’intelligence artificielle pour contrôler des robots mobiles et autonomes. A l’occasion de la Bourse aux technologies « Big data et objets connectés » de l’Institut Mines-Télécom, qui a eu lieu le 7 avril dernier à Rennes, il a présenté un robot guide et coursier, capable de construire de manière autonome une carte géographique d’un environnement ouvert et de l’utiliser. Il peut servir pour différentes applications comme guider des visiteurs ou transporter des colis.

Les enseignants-chercheurs du département Informatique et Automatique de Mines Douai s’intéressent à la robotique autonome et mobile depuis les années 2000 – « des robots qui vont opérer dans le même environnement que des humains, c’est-à-dire un environnement ouvert, partiellement connu, » – avec l’objectif de trouver des applications concrètes immédiates.

A l’occasion du projet RoboShop, en partenariat avec le Pôle de compétitivité Industries du commerce (PICOM), Noury Bouraqadi et son équipe ont mis au point un robot capable de naviguer seul dans un environnement ouvert et d’en construire une carte géographique précise.

Un robot mobile et autonome

Les chercheurs ont utilisé un robot doté d’un écran tactile, et qui se déplace sur roues pour un maximum de stabilité. « L’évitement d’obstacle est critique pour un robot qui évolue dans un environnement inconnu, » précise Noury Bouraqadi. Le robot est donc équipé de trois types de capteurs – laser, infrarouge et ultrasons – qui lui permettent de couvrir tout l’espace qui l’entoure : « Le laser est l’outil le plus précis pour faire des mesures de distances mais il est aveugle aux surfaces vitrées et n’opère que dans un plan. On utilise les ultrasons pour éviter les collisions avec les vitres, et on complète avec les infrarouges légèrement décalés pour éviter les collisions avec des obstacles en dehors du plan couvert par le laser. »

Le second challenge scientifique consistait à construire une carte à partir de rien. « Pour positionner le robot par rapport à une carte que l’on n’a pas, on utilise l’algorithme SLAM (Simultaneous Localisation And Mapping) » : à son point de départ, le robot repère les obstacles et mesure les distances par rapport à eux. Puis, il estime le déplacement qu’il va faire et l’impact qu’il aura sur les distances aux obstacles. Enfin, il avance un peu et recalcule les distances. « En combinant les deux types d’information, estimations et mesures, on arrive à réduire l’erreur et à positionner le robot de manière précise. » Les chercheurs ont aussi développé la coopération multi-robots, pour permettre à une flotte de robots de cartographier plus vite un espace, de ne pas se gêner lors de la navigation et de s’entraider.
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« Ensuite, on utilise un logiciel pour placer des points d’intérêts sur la carte. Actuellement, on travaille sur l’automatisation de ce processus. » Le robot utilise cette carte qu’il a lui-même dessinée pour s’orienter et calculer des itinéraires entre les différents points d’intérêts. Quand il rencontre des obstacles inattendus, il est capable de trouver un chemin alternatif.

Une application immédiate : le guidage en magasin

Développé pour une exploitation dans le secteur du commerce et de la logistique, le robot peut être utilisé pour le guidage des clients en magasin. Le robot ordonne les produits d’une liste de course pour optimiser le parcours du client, et peut porter ses courses. « C’est un service à valeur ajoutée recherché par les enseignes que nous avons rencontrées, pour améliorer l’expérience en magasin des clients et leur faciliter la vie. »

Le robot a été testé en laboratoire, puis au salon de la vente et de la distribution (VADconext). Il est aussi utilisé comme robot d’accueil dans les bureaux de Mines Douai, pour guider les visiteurs. « Aujourd’hui, on a un prototype transférable. Suivant le contexte d’usage, nous pouvons faire des ajustements. » En effet, les briques technologiques utilisées ne sont pas spécifiques au guidage en magasin. Le robot peut donc être utilisé dans d’autres domaines d’application comme la surveillance de nuit, le guidage du personnel en entrepôt, voire la robotique de sauvetage. « On peut aussi faire appel à lui comme coursier, pour livrer des colis. »

Selon Noury Bouraqadi, les robots vont révolutionner notre quotidien. « La robotique est un secteur en pleine croissance et c’est vraiment le moment de s’imprégner de la technologie et de développer un savoir-faire très rentable sur le long terme. »

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