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Cahier des charges d'un robot aspirateur

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Cahier des charges d'un robot

aspirateur - Nos robots - Réalisations personnelles - Etude d'un laveur de sol -

Date de mise en ligne : samedi 7 février 2009

Description :

Beaucoup de personnes sont admiratives du Roomba, le célèbre robot aspirateur, capable de se repérer dans une maison en évitant les obstacles et en sachant emprunter

les portes une fois son travail terminé. Mais on pense trop souvent que c'est simple, donc nous allons présenter à quoi peut ressembler le cahier des charges et les

spécifications d'un tel robot. PoBot

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Cahier des charges d'un robot aspirateur

Au moins une fois par mois, on me demande si je connais le robot "Roomba" de la société iRobot, un aspirateur

intelligent capable de faire le ménage. Et la question suivante, c'est généralement : "est-ce qu'on peut en faire un, ça a

l'air tellement simple ?".

Et bien non, ce n'est pas si simple car pour être aussi performant, un robot doit être bien conçu. Ce n'est pas tant sa

réalisation qui est complexe, mais sa conception. On le sait depuis nos participations aux Coupes de robotique : un robot

performant est un robot simple par son fonctionnement. Mais ce qui fait la différence, ce sont toutes les réflexions qui ont

permis d'arriver à cette simplicité apparente, et ce n'est pas facile de penser à tous les problèmes et d'y trouver une

solution efficace.

Mais même un long discours ne permettrait pas de convaincre ceux qui ont vu le Roomba en marche. On pourrait leur

parler de Rodney Brooks, directeur du laboratoire d'Intelligence Artificielle du MIT et fondateur de la société qui a sorti le

Roomba, on pourrait expliquer toutes les fonctions qui permettent à cet aspirateur de se retrouver dans un

environnement inconnu, d'identifier les murs et les chemins qu'il a déjà parcouru, de trouver la porte et de savoir

retourner à sa base de chargement. Cela ne serait pas convaincant.

On va donc reprendre le problème à son origine, et montrer comment on part d'une idée, d'un besoin pour arriver à un

robot aussi impressionnant que le Roomba.

Cahier des charges

Dans le cahier des charges, il faut mettre :

l'objectif du robot ses fonctionnalités indispensables les dimensions contraintes l'efficacité l'autonomie la solidité le poids si c'est une contrainte le coût maximal

Premier essai

Sur le forum de l'association Planète-Sciences [http://www.planete-sciences.org/forums/viewtopic.php?t=12458], j'ai posé

la question et voici la réponse : • Détection d'obstacle par radar infrarouge

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Cahier des charges d'un robot aspirateur

• Détection de collision • Détection du sol • Assure le déplacement du robot • Commande des servomoteurs ou moteur vitesse 10cm secondes • Surveille la tension de la batterie • Réglage de la durée de fonctionnement • Poids 3kg, taille 20sur 20cm

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Bon, il y a de l'idée, mais c'est loin d'être satisfaisant. Il n'y a même pas l'objectif ! Et il y a des mentions techniques (radar

infrarouge, servomoteur, batterie) qui n'ont rien à faire dans un cahier des charges. Et surtout on confond le "quoi" et le

"comment".

Prenons un exemple : "Surveille la tension de la batterie". Ok on peut le faire, mais à quoi ça doit servir ? Afficher la quantité

d'énergie restante ou comme le Roomba, utiliser cette information pour être autonome en énergie (qui se traduira ensuite par

un retour à la base de chargement, mais c'est une solution, ce n'est pas le besoin).

Seconde tentative :

Ses dimensions du robot doivent être de 20cm sur 30 cm

Sont autonomie de 1 heure

Au bout de une heure le robot doit s'arrêtait seul, pas besoin de surveiller le niveaux de la batterie faisons simples

Il doit éviter de tomber dans l'escalier

Les moteurs doivent faire avancer le robot de 20cm secondes

Le poids du robot 3kg maximum

Et je ne veut pas commencer a faire un robot qui ne me serve a rien

C'est très intéressant : les exigences ont augmenté sans qu'on sache la raison ! donc c'est qu'il y a un besoin derrière mais

qui n'est pas formulé.

Intéressons-nous à la vitesse : pour un robot aspirateur, une vitesse de déplacement est inutile. C'est la vitesse de couverture

d'une surface qui est importante (en m² par heure par exemple). Doubler la vitesse du robot ne sert donc à rien si on ne

connaît pas l'efficacité du logiciel pour trouver un chemin efficace et faire parcourir toute une zone en un minimum de temps :

c'est justement toute la magie du Roomba, et le sujet de nombreux travaux de recherche en robotique.

La troisième tentative est la bonne :

L'objectif est de réaliser un robot laveur de sol capable de couvrir 40 m² en une heure. Il doit être capable de longer

les murs (pour une meilleure finition) et d'éviter les obstacles en douceur. Le robot ne doit pas peser plus de 3

kilogrammes, et mesurer environ 20 cm sur 30 cm avec une hauteur de 8 cm.

On va donc maintenant pouvoir commencer les spécifications fonctionnelles de ce robot, en même temps que l'étude des

choix techniques et la validation de la faisabilité.

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Cahier des charges d'un robot aspirateur

à suivre...

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