Les robots Pogobots pour la robotique en essaim

Encadrant: Nicolas Bredeche, Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique
Groupe de 4 personnes

Le Pogobot est un robot de petite taille développé à l'ISIR pour mener des expériences de robotique en essaim. Ce robot fait environ 5 cm de diamètre et se déplace à environ 10 cm/sec. Les Pogobots communiquent entre eux grâce à des émetteurs/récepteurs infrarouge placés tout autour du robot. Les Pogobots peuvent être programmés en langage C avec une API dédié. Il s'agit d'un projet open source et open hardware.

L'objectif de ce projet Androide est de prendre en main une vingtaine de Pogobots. Le plan de travail (pas forcément à réaliser en entier) est le suivant:

1. réaliser une étude des capacités fonctionnelles d'un pogobot
- quantifier la vitesse de déplacement
- quantifier la vitesse de communication

2. implémenter des comportements individuels simples
- implémentation d'un filtre de Kalman sur les données de l'IMU
- correction de la trajectoire en utilisant l'IMU (étude de faisabilité)
- détection de collision avec un obstacle en comparant les données de l'IMU et les valeurs moteurs

3. implémenter des comportements collectifs simples
- exploration au hasard (chaque pogobot explore indépendemment des autres)
- détection de bordure (les pogobots n'ayant pas de voisins sur au moins un coté changent de couleur)
- phototaxie (aggrégation autour d'une source lumineuse, qu'on pourra déplacer au cours du temps)
- aggrégation (se rapprocher les uns des autres)
- suivi de leader (un pogobot explore, les autres suivent en fil indienne)
- boucle infinie (les pobobots forment une boucle, puis se suivent en fil indienne - il s'agit d'une variation du précédent)
- déplacement en ligne frontale (les pogobots avancent en ligne et corrige leur trajectoire pour rester aligné)
- dispersion (les pogobots s'écartent les uns des autres)

Si le temps le permet, on implémentera un algorithme d'apprentissage social simple (apprentissage distribué et en ligne) permettant de maximiser la vitesse de translation et minimiser la vitesse de rotation. On utilisera les données de l'IMU pour mesurer le déplacement (et pas les valeurs moteurs).

Le projet est pour 4 personnes. Le découpage ou non du travail sera à discuter entre vous et avec l'encadrant. Une 20aine de robots seront à votre disposition, ainsi qu'un accès à l'arène multi-robot de l'ISIR.

Lien biblio: https://pogobot.github.io/