Robotique en essaim: auto-assemblage avec 50 robots

Sujet: Robotique en essaim: auto-assemblage avec 50 robots
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Nous disposons d'un essaim de 50 robots Kilobots. Chaque robot fait environ 2 cm de diamètre et peut communiquer avec ses voisins immédiats via infrarouge. Ces robots sont faciles à utiliser car on peut les programmer directement, et tous ensemble, via un émetteur infrarouge placé au dessus d'une arène. Il s'agit là d'une plateforme idéale pour étudier les processus d'auto-organisation, c'est à dire comment un ensemble d'individus au capacité limité peuvent à l'aide de règles d'interaction locales accomplir des tâches au niveau global. Au delà de la robotique, il existe des très nombreux exemples d'auto-organisation dans la nature, en passant par le développement de l'embryon, la construction d'une fourmilière, et même la structure des fils d'attente dans un supermarché.
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Ce stage P-androide a pour but de programmer l'essaim de kilobots afin de réaliser des comportements collectifs. Le travail a réaliser consistera à:
1. prendre en main le simulateur Kilombo [1] et les robots réels (installation et test)
2. implémentation de comportements collectifs classiques: agrégation, dispersion, identification de la frontière de l'essaim (ie. identification automatique des robots les plus à l'extérieur du groupe).
3. implémentation d'un comportement d'auto-assemblage pour prendre un forme particulière (p.ex. une étoile) sur la base de [2] et [4].
4. (éventuellement) implémentation d'un algorithme d'apprentissage social simple.
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Le simulateur sera utilisé pour la phase de mise au point des comportements mais le but est de faire tourner les algorithmes obtenus sur robots réels.
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[1] Jansson, F., Hartley, M., Hinsch, M., Slavkov, I., Carranza, N., Olsson, T. S. G., … Grieneisen, V. A. (2015). Kilombo: a Kilobot simulator to enable effective research in swarm robotics. arXiv Preprint arXiv:1511.04285. Retrieved from http://arxiv.org/abs/1511.04285.
[2] Rubenstein M, Shen WM (2010) Automatic scalable size selection for the shape of a distributed robotic collective. In: Intelligent Robots and Systems (IROS), 2010 IEEE/RSJ International Conference on, pp 508–513, DOI 10.1109/IROS.2010.5650906.
[3] Rubenstein, M., Cabrera, A., Werfel, J., Habibi, G., McLurkin, J., & Nagpal, R. (2013). Collective transport of complex objects by simple robots. Proceedings of the 2013 International Conference on Autonomous Agents and Multi-Agent Systems, 47–54.
[4] Rubenstein, M., Cornejo, A., & Nagpal, R. (2014). Programmable self-assembly in a thousand-robot swarm. Science, 345(6198), 795–799. http://doi.org/10.1126/science.1254295
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Encadrant: 
Nicolas Bredeche
Nombre d'étudiants: 
2
Attribué: 
Yes
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No

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