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Robots Mobiles & Autonomes avec Pharo

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Autonomous Mobile Robots with Pharo Smalltalk. Presentation given at the JM2L (Journées Méditérrannéennes des logiciels libres). 27 nov 2010. ...

Autonomous Mobile Robots with Pharo Smalltalk. Presentation given at the JM2L (Journées Méditérrannéennes des logiciels libres). 27 nov 2010.
First introduce mobile robotics and robotic software architectures. Then presents Pharo using robotic examples.

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Robots Mobiles & Autonomes avec Pharo Robots Mobiles & Autonomes avec Pharo Presentation Transcript

  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 1
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 2
  • 3Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Robotique Industrielle Pr emière App lication
  • 4 Robots? 1.  Machine, automate à laspect humain, capable de se mouvoir et dagir. => androïde, humanoïde […]Noury Bouraqadi – JM2L 2010 2.  Mécanisme automatique à commande électronique pouvant se substituer à lhomme pour effectuer certaines opérations, et capable den modifier de lui-même le cycle en appréhendant son environnement (=>automatique, cybernetique) […] Le petit Robert
  • 5 Robots? 1.  Machine, automate à laspect humain, capable de se mouvoir et dagir. => androïde, humanoïde […]Noury Bouraqadi – JM2L 2010 2.  Mécanisme automatique à commande électronique pouvant se substituer à lhomme pour effectuer certaines opérations, et capable den modifier de lui-même le cycle en appréhendant son environnement (=>automatique, cybernetique) […] Le petit Robert
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 6
  • 7 Robot Mobile •  Environnement partiellement connu et changeant  Carte ? Lois Physiques ? Dynamique ?Noury Bouraqadi – JM2L 2010 •  Problème de navigation –  Localisation –  Reconnaissance –  Chemins –  Obstacles
  • 8 Robot Autonome Décide seulNoury Bouraqadi – JM2L 2010 des actions à réaliser en fonction de ses perceptions
  • 9 Robotique Industrielle Mobilité & A utonomie !Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Réduites •  Fonctions/trajectoires pré-définies + figées •  Pas dinteraction avec lhumain •  Environnement maîtrisé/connu
  • 10 Robots Mobiles & Autonomes DroneNoury Bouraqadi – JM2L 2010
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010Robots Humanoïdes 11
  • 12 Robots Mobiles & AutonomesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Robots Androïdes
  • 13 Robots Mobiles & AutonomesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Les plus utilisés
  • 14 Défis Ressources LimitéesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Robot s Rapid es R obots s ntelligent I
  • 15 Logiciel de contrôle dun robot ActionneursNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Capteurs Environnement Physique
  • 16 Logiciel de contrôle dun robot •  Sense –  Lire les capteurs –  Extraire des informations utilesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 •  Plan –  Prendre des décisions •  Act –  Exécuter des actions simples –  Ex: Avancer, reculer, tourner, …
  • 17 Familles darchitectures •  DélibérativesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 •  Réactives •  Comportementales •  Hybrides
  • 18 Architectures Délibératives Think then ActNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Actionneurs Capteurs Sense Plan Act
  • 19 Architectures Délibératives ActionneursCapteurs Sense Plan Act
  • 20 Architectures Réactives Dont think, (Re)ActNoury Bouraqadi - DIA - EM Douai Actionneurs Capteurs Sense Décisions câblées Act
  • 21Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Architectures Réactives Actionneurs Capteurs Sense Décisions câblées Act
  • 22Architectures Comportementales Think the Way You Act Comportement 1 Actionneurs Comportement 2 Capteurs Sense Comportement 3 Act Comportement n
  • 23 Architectures Comportementales Think the Way You Act Comportement 1Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Actionneurs Comportement 2 Capteurs Sense Comportement 3 Act Comportement n
  • 24 Architectures Hybrides Think and Act ConcurrentlyNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Actionneurs Plan Capteurs Sense Act Réactions
  • 25 Architectures Hybrides Think and Act ConcurrentlyNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Actionneurs Plan Capteurs Sense Act Réactions
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 26
  • 27 is a!Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Clean! Innovative! Open-Source! Smalltalk-inspired! Environment
  • 28 is a!Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Clean! + Bibliothèques Innovative! + Open-Source! Outils Smalltalk-inspired! Environment
  • 29 is a!Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Clean! dynamique à objets Innovative! Open-Source! Smalltalk-inspired! Environment
  • 30 is a!Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Clean! Libre ! Innovative! Open-Source! Smalltalk-inspired! Environment
  • 31 is a! TraitsNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Clean! Relation Innovative! avec la Open-Source! recherche Smalltalk-inspired! Environment
  • 32 Finalité is a!Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Industrielle Clean! & Innovative! Pédgogique Open-Source! Smalltalk-inspired! Environment
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010par lexem ple 33
  • Illustration 34 WifiBotSTNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Framework pour programmer Robots Physiques
  • Illustration 35 Développé en WifiBotSTNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Framework pour programmer Robots Physiques
  • Illustration 36 Développé en WifiBotST Environnement de simulationNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Framework pour programmer Robots Physiques Robots Virtuels
  • 37 Oubliez larchaïsme des fichiers !Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Ensemble Application = dobjets
  • 38 Naviguer/Editer le code 2Noury Bouraqadi – JM2L 2010 1 3
  • 39 Naviguer/Editer le code 2 4 3Noury Bouraqadi – JM2L 2010 1 5
  • 40 Interface avec lOS = 4 fichiersNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Machine virtuelle –  Image mémoire : lecture / écriture –  Source des bibliothèques de base : lecture seule –  Sources des changements : •  lecture / sauvegarde automatique •  Quasi-impossible de perdre les sources ! •  Versionning sans effort !
  • 41 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13 caractères spéciauxNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • 42 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13caractères spéciauxNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • 43 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13 caractères spéciauxNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • 44 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13 caractères spéciauxNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • 45 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13 caractères spéciauxNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • 46 Langage Simple •  Peu de concepts / règles –  6 Mots réservés –  13 caractères spéciaux RamasseNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  5 concepts centraux Miettes –  4 expressions de base –  1 mode de gestion de la mémoire
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 1 1 47
  • 48 Langage Dynamique Tout se passe à lexécution –  Définition des classes –  CompilationNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Vérification de type –  …
  • 49 Langage Dynamique Tout se passe à lexécution –  Définition des classes –  CompilationNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Vérification de type –  …
  • 50 Langage Dynamique Tout se passe à lexécution –  Définition des classes –  CompilationNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Vérification de type –  …
  • 51 Langage Dynamique Tout se passe à lexécution –  Définition des classes –  CompilationNoury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Vérification de type –  …
  • 52 Langage dynamique ! Modification de la classe à lexécution Après la création dinstancesNoury Bouraqadi – JM2L 2010
  • 53 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 54 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 55 Itérations & Blocs de code •  Répéter un nombre de fois •  Répéter tant queNoury Bouraqadi – JM2L 2010
  • 56 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 57 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 58 Héritage & ConditionnellesNoury Bouraqadi – JM2L 2010
  • 59 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 60 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Variables –  Toute méthode retourne une valeur accessibles par –  Toute action == envoi seul objet un de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 61 Langage Uniforme •  Pas dexception aux règles –  Tout est objet •  nombres, tableaux, classes, compilateur, IDE, …Noury Bouraqadi – JM2L 2010 –  Toute méthode retourne une valeur –  Toute action == envoi de message •  création dobjets, définition de classes, if, while, … –  Toutes les classes et les méthodes sont publics –  Tous les champs sont privés –  Tout objet est instance dune classe
  • 62 Les classes sont des objets !Noury Bouraqadi – JM2L 2010
  • 63 Les procesus sont des objets Multi-tâche préemptif –  Chaque tâche a une priorité modifiable –  Exécution de la tâche prête la plus prioritaireNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Création Terminée
  • 64 Les procesus sont des objets Multi-tâche préemptif –  Chaque tâche a une priorité modifiable –  Exécution de la tâche prête la plus prioritaireNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Création Terminée
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010Systèmes Multi-Robots 65
  • 66 Collections & itérations •  Bibliothèque de collections très riche •  Itérer sur une collection = envoi de messageNoury Bouraqadi – JM2L 2010
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 67
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 68
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 69
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 70
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 71
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Langage Puissant 72
  • 73 Langage Puissant ObjectNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Metaclass Class Process Message Compiler UndefinedObject Debugger Browser Boolean BlockClosure
  • 74 Langage Puissant Retrouver les référencesNoury Bouraqadi – JM2L 2010 sur un objet Changer la classe Echanger dun objet lidentité de 2 objets
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010v1 Echange didentité ! v2 75
  • 76 Echange didentité ! become: o2 v2Noury Bouraqadi – JM2L 2010 v1
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010v1 Echange didentité ! v2 77
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010v1 Echange didentité ! v2 78
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 Pour en savoir plus 79
  • 80 Programmation Visuelle •  Physical-eToys http://tecnodacta.com.ar/gira/projects/physical -etoys/Noury Bouraqadi – JM2L 2010 •  Phidgetlab http://www.hpi.uni-potsdam.de/hirschfeld /projects/phidgetlab/ •  SqueakBot http://wiki.laptop.org/go/Projects/SqueakBot
  • 81 Smalltalks dédiés •  NxTalk : Lego Mindstorm http://www.hpi.uni-potsdam.de/hirschfeld /projects/nxtalk/Noury Bouraqadi – JM2L 2010 •  Smalltalk pour PIC http://www.huv.com/uSeeker/smalltalk/pic.html •  FoxTalk http://foxtalkbots.com/
  • 82 Robotique @ Douai WifiBotSTNoury Bouraqadi – JM2L 2010 http://vst.mines-douai.fr/WifiBotST Articles, Code, Vidéos http://vst.mines-douai.fr/Robotics
  • 83 LE S iteNoury Bouraqadi – JM2L 2010 http://www.pharo-project.org/
  • 84 LELivre FreeNoury Bouraqadi – JM2L 2010 http://pharobyexample.org/
  • 85 Les VIDEOSNoury Bouraqadi – JM2L 2010 http://www.pharocasts.com/
  • 86 A vos agenda ! Organisé par Linux AzurNoury Bouraqadi – JM2L 2010 Atelier sur Pharo Vendredi 17 juin 2011 Atelier animé par ramix René Mages
  • Noury Bouraqadi – JM2L 2010 87