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Archive pour le mot-clef ‘Robotique’

J’avais dressé il y a un moment un portrait très sommaire des intervenants en robotique au Québec. Dans le cadre de l’initiative IROQ mise en place depuis mon appel à la collaboration, j’ai refait un portrait des différents joueurs en robotique au Québec.

Ci-dessous une présentation contenant les détails:

Je me suis amusé avec MapSpread de Poly9 pour cartographier les organisations (excluant les utilisateurs finaux).

Contactez-moi si vous connaissez d’autres organisations que je n’aurais pas vu passer.

J’ai déjà discuté du fait que, dans un réseau, ce ne sont pas les éléments qui sont importants mais plutôt comment ils sont connectés les uns aux autres. C’est justement le concept derrière les grappes industrielles, qui tentent d’établir des ponts entre des intervenants qui ne se parleraient pas naturellement. L’objectif est de créer des réactions entre les éléments et idéalement  créer une masse critique d’interaction pour que le phénomène s’entretienne par lui-même. Un exemple de grappe est le CRIAQ, qui regroupe les intervenants du secteur aérospatial québécois : grandes entreprises, PME, universités, centres de recherches et étudiants. Des événements et du financement sont mis en place pour favoriser les collaborations. J’ai discuté cette semaine avec Clément Gosselin (Laboratoire de robotique de l’Université Laval) , Martin Duchaîne (TechnoMontréal) et mes collègues de Robotiq de la possibilité d’une organisation de ce genre pour la robotique au Québec. Voici un résumé de notre échange.

Pourquoi une grappe québécoise en robotique?

  • La nature de la robotique
    La robotique est un des domaines du génie les plus multidisciplinaires. Pour faire des robots, on a besoin d’expertise pointue dans différents domaines qui doivent s’intégrer. Il y a un mouvement de standardisation dans la robotique en ce moment. Au lieu de réinventer la roue chacun de notre côté, il faut concevoir de façon modulaire pour pouvoir intégrer nos composantes à d’autres applications.

    Par ailleurs, les robots, comme les ordinateurs, peuvent être utilisés comme outil par différents domaines. Il serait donc intéressant d’avoir une organisation officielle pour favoriser les interactions avec d’autres secteurs d’activité comme la médecine, le militaire, l’aérospatiale, la manufacturier, la réadaptation, etc. C’est à ce moment que les applications vraiment intéressantes naissent.

  • Masse critique latente
    Il y a au Québec une masse impressionnante d’expertise en robotique, répartie dans différentes organisations. J’en avais fait un résumé dans cet article sur la robotique au Québec. Il y a des laboratoires universitaires, centres de recherche publics incluant trois lieux uniques au monde (Institut de recherche d’Hydro-Québec, Agence Spatiale Canadienne, Centre des technologies en fabrication en aérospatiale), plusieurs intégrateurs et quelques entreprises. Il existe déjà quelques collaborations intéressantes. Une grappe permettrait de les intensifier.
  • Les intérêts pour le Québec
    Le marché mondial des plates-formes robotiques est aujourd’hui évalué à 20 milliards de dollars. Les analystes prédisent qu’il triplera d’ici 15 ans. La province a la chance de capitaliser sur sa grande expertise pour se tailler une place dans cette niche. Comme le jeu vidéo et l’aérospatiale, deux secteurs importants de notre économie, la robotique est un secteur à forte valeur ajoutée basé sur le savoir.

    Pour continuer la comparaison avec le jeu vidéo et l’aérospatiale, la robotique a cet intérêt supplémentaire : elle peut contribuer directement à la compétitivité de tous les secteurs de notre économie, particulièrement le secteur manufacturier. Le Québec a la chance d’avoir encore une diversité et une vitalité de ses entreprises manufacturières. Cependant, tout le monde sait qu’il est précaire en ce moment, principalement à cause de la compétition de pays où la main d’œuvre est au moins un ordre de grandeur moins chère. Il le sera encore plus dans 5 à 10 ans lorsque la structure de notre démographie créera un grand vide sur le marché du travail. La robotique sera obligatoire pour la survie de plusieurs entreprises québécoise. Aujourd’hui, la densité de robots / travailleurs est plus petite au Canada que dans la plupart des autres pays industrialisés. Nous  avons donc un important retard à rattraper. De plus, les robots d’aujourd’hui ne sont pas faits pour nos entreprises, qui fabriquent pour la plupart de petites à moyennes séries. Voilà une réelle opportunité de développer des technologies qu’on pourra exporter, mais qui pourront servir à la maison.

    Le dernier point en faveur d’un pôle robotique québécois est au niveau du recrutement des étudiants pour des carrières en sciences et en génie. À notre époque, la robotique attire les jeunes plus que n’importe quel autre domaine de génie. Une des missions du pôle pourrait être de développer des programmes d’initiation à la robotique au secondaire et au CÉGEP qui serviraient l’ensemble des programmes de génie.

Les défis de former une telle organisation

Tout ça est bien beau, mais ce n’est pas fait. Voici quelques défis qu’on peut d’ores et déjà identifier :

  • Le tissu industriel encore à compléter
    Contrairement à d’autres industries qui se sont organisées, il n’y a peu voire pas de grosses entreprises en robotique au Québec. Cet élément complexifiera le financement de la grappe et son influence auprès des gouvernements.
  • Le fossé entre les intervenants
    Pour avoir visité quelques entreprises manufacturières et avoir rencontré de nombreux intégrateurs, je confirme qu’il y a un monde entre la réalité des centres de recherche  et celles des entreprises touchant à la robotique en ce moment. Il faudra trouver le fil conducteur pour que tous voient l’intérêt de collaborer au jour un.
  • Qui prend le leadership?
    S’il y avait de grosses compagnies québécoises en robotique qui avaient peur de la concurrence mondiale, ils auraient les ressources et les motivations de prendre ce dossier en main. Mais ce n’est pas le cas. Pour ce qui est des centres de recherche, ce n’est pas leur mandat et ils sont pour la plupart auto-suffisants en fonds de recherche. Reste donc les organisations comme TechnoMontréal, le peu de fabricants déjà en place, les intégrateurs déjà rassemblés et, surtout, le secteur manufacturier québécois qui doit se réveiller.

Il existe déjà des grappes en robotique formées naturellement autour des grands laboratoires américains (Boston / MIT, Pittsburgh / Carnegie Mellon, Silicon Valley / Stanford). Plus ce genre d’organisation nait tôt, plus le temps joue en sa faveur. Nous avons encore la chance de pouvoir se donner une masse critique et de profiter de notre proximité avec eux. Qui embarque?

Février 2010: Voir une mise-à-jour sur la robotique au Québec.

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On a rencontré plusieurs personnes dans les derniers mois. Voici un répertoire des principaux acteurs en robotique au Québec.

1. Recherche

1.1 Universités

Plusieurs laboratoires de niveau mondial. Consultez les liens pour avoir une idée de leurs travaux de recherche.

1.2 Centres de recherche et de transfert

Assistent entreprises quand leur projet est trop risqué pour un intégrateur.

  • Centre de recherche industrielle du Québec (CRIQ)
  • Centre de robotique et de vision artificielle (CRVI)
  • Centre des technologies de fabrication aérospatiale (CTFA)
    R&D de solutions robotiques poussées pour l’industrie aérospatiale canadienne.
  • Institut de recherche d’Hydro-Québec
    L’endroit le plus impressionnant en robotique au Québec, à part peut-être l’Agence Spatiale. Plusieurs projets très complexes pour inspecter et réparer les installations d’Hydro-Québec, qui lui sauvent des millions à chaque année en évitant des interruptions de services.
  • Agence Spatiale Canadienne
    Utilisateurs du fameux Bras Canadien et de Dextre. Viennent de recevoir un budget supplémentaire de 100M$ exclusivement pour la robotique. C’est considérable puisque le budget de l’Agence est de 300M$ depuis plusieurs années.

2 Entreprises

2.1 Intégrateurs

Ils semblent bien occupés à en juger ce dossier dans les affaires. Il y en a une multitude. Voici certains que j’ai rencontré au RV de l’automatisation 2008. Pour une lsite plus exhaustive, consultez le regroupement des équipementiers en automatisation industrielle.

Intégrateurs en vision qui s’associent à des intégrateurs pour des solutions complètes.

2.2 Fabricants

Tous les grands manufacturiers de robots industriels ont des représentants au Québec.

D’autres entreprises de périphériques ou de logiciels sont basées au Québec.

  • ServoRobot
    ServoRobot fabrique des outils de production destinés à l’optimisation des procédés robotisés d’assemblage et de manutention.
  • Jabez Technologies
    Logiciel de programmation de robots à partir de CAD.
  • Robotiq
    Startup où je travaille, fabricant de composantes robotiques.
  • Collineo
    Fabricant de plates-formes mobiles sur mesure.
  • Robomotio
    Malgré des produits intéressants, quelques contrats et une base de chercheir intéressante, l’entreprise semble avoir fermé ses portes.

Présentation sur la robotique au Québec.

SitoVote

La guerre entre les deux géants est un classique de l’histoire corporative. Elle se transporte même dans les projets plus exploratores tel que la robotique. Encore une fois, deux approches s’affrontent.

  • Microsoft


    Le groupe de Bill travaillent sur Microsoft Robotics Studio, un logiciel pour programmer, simuler et contrôler différents robots. Tel que j’avais parlé dans un autre article sur la robotique, Gates lui-même voit les robots à un stade où les ordinateurs étaient dans les années 70. Ils cherchent dont à faire un logiciel accessible pour programmer les robots facilement à-la-Labview (blocs et fils). On peut le télécharger gratuitement. Plusieurs compagnies, tel que Braintech, vont faire des fonctions qu’on peut intégrer directement au logiciel pour faire de la reconnaissance visuelle. Plusieurs autres fabricants de robots se collent graduellement au windows des robots pour rendre leur plate-forme accessible à plus de gens. L’idée de Microsoft est bonne, on doit voir plus de standardisation dans la robotique pour qu’elle prenne un essor réel.

  • Google

    D’accord, Google n’est pas directement dans la robotique, du moins pas à ma connaissance. Mais ils ne se tiennent pas très loin: achètent des technologies à Stanford, commanditent une compétition de robots lunaires… C’est surtout un ancien de Google, Scott Hassan, qui finance actuellement Willow Garage. Willow visent à développer une plate-forme mécanique et logicielle open-source et à la mettre dans les mains de roboticiens. L’idée est ici la même que celle de Microsoft: il faut éviter de recréer la roue à chaque fois en robotique si on veut qu’elle avance. Voici un vidéo récent qui monte l’état de leur PR2 (Pr = Personnal Robotics).

  • Oui Google a été payant pour Hassan, qui a les moyens de financer ce laboratoire de recherche privé d’une soixantaine de personnes indéfiniment.

Qui gagnera, la diffusion logicielle de Microsoft ou l'open-source prôné par les amis de Google?

Mais que prépare Microsoft? On sait que le géant aime les robots, à commencer par son fondateur. Ils ont développé la plate-forme logicielle Microsoft Robotics Studio qui permet de simuler et programmer plusieurs robots. Ils sont les commanditaires principaux de RoboDevelopement, une conférence sur les applications de la robotique de service. On dirait maintenant qu’ils voient plus loin que le logiciel si je me fie à cette offre pour un poste d’ingénieur mécanique qui sera responsable de

  • Defining hardware and component recommendations / references for next-generation mobile and dexterous manipulation PC-based robots.
  • Designing and building actual next-generation robot and robot component prototypes.
  • Architecting and project management of the main development tasks (including mechanical and embedded hardware design, software design, low-level control and coordination).
  • Working on the necessary software implementation from a high and low-level control and application level features.
  • Managing outside resources and consultants as required.
  • Participating in discussions on how technologies based on the next generation platform(s) could be used by other groups at Microsoft and vice versa
  • Work with selected outside vendors to help influence the direction and developments.

On s’en reparle dans cinq ans…

locomotion interface

Ça fait un moment que je voulais parler du projet NELI (A Network-Enabled Locomotion Interface) actuellement en cours à l’Université Laval. L’idée de ce projet est illustrée ci-haut. Elle consiste à embarquer un utilisateur sur plusieurs plate-formes entraînées par des câbles. L’utilisateur est immergé dans un environnement de réalité virtuelle (son et image) et le robot lui procure les sensations tactiles. Par exemple, lorsqu’un pied est dans le vide, le robot le suit sans opposer d’effort. Lorsqu’il touche le sol, le robot bloque pour simuler le sol. Au final, l’idée serait d’avoir plusieurs interfaces reliées par réseau.

Je vous en parle maintenant parce que de nouveaux vidéos sont disponibles, démontrant le concept:

Les applications potentielles de ce type de système sont la réhabilitation et l’entraînement. En ce moment, les systèmes similaires sont des tapis roulants. Leur nature (contraintes mécaniques, inertie) font qu’il est difficile de simuler différentes nature du sol. Avec NELI, on peut s’imaginer simuler la marche sur le sable, la boue, un plan incliné…

Ce projet de recherche représente plusieurs défis importants de contrôle et d’intégration. Il est une collaboration entre le LVSN et le Laboratoire de robotique de l’Université Laval.

[Merci à Martin Otis pour le vidéo et l'image]

robot traite vache

Quand je vous parlais que les robots sont entrer d’intégrer différentes sphères de plus en plus près de nous… Cliquer sur l’image pour voir une vache se faire traire automatiquement d’un bout à l’autre par un robot de la compagnie deLaval. Le fermier doit adorer son robot! Belle application d’automatisation d’une tâche redondante mais qui demande quand même une certaine flexibilité au robot. Une vache, ce n’est quand même pas une pièce de voiture sur une chaine de montage!

On annonçait hier que les signaux cérébraux d’un singe aux États-Unis avait pu contrôler la locomotion d’un robot au Japon. Le reportage ci-haut montre les explications du chercheur de l’Université Duke ayant dirigé le projet. J’aurais bien aimé voir le singe dans le vidéo…

C’est un résultat qui peut être encourageant pour ceux qui souffrent de paralysie mais qui ont encore toutes leurs capacités intellectuelles, comme M. Bauby dont l’histoire est racontée dans l’excellent film Le scaphandre et le papillon.

megaman
[MegaMan via MPD sur Flickr]

Ça fait longtemps que les robots, comme MegaMan, sont dans les jeux vidéos. Les robots inspirent les technophiles que sont les concepteurs de jeux vidéos. De plus, les deux technologies ont évolué en parallèle depuis les années 70, suivant l’avancée de la force de calcul des processeurs. Autre point commun, selon des discussions que j’ai eu avec des professeurs, les deux domaines sont responsables d’une grande quantité d’inscriptions dans les universités et collèges en Amérique. Les jeunes aiment les robots et les jeux vidéos. Serait-on sur le point de les voir converger?

Comme on reçoit demain de la visite de l’industrie des jeux vidéos dans différents laboratoires à l’Université Laval, j’ai pris quelques minutes pour brainstormer sur les applications potentielles mélangeant robotique et jeux vidéos. Cet article n’est donc pas complètement structuré ni exhaustif, mais il m’a permis de délirer un peu sur les possibilités.

Le jeu vidéo

  • Est une industrie florissante dans laquelle le Québec tire bien son épingle du jeu.
  • Est le média de création par excellence de notre époque et influence grandement la culture, particulièrement des plus jeunes.
  • Est addictif! Les créateurs savent comment créer l’anticipation, l’intrigue et le défi pour nous accrocher à un jeu.
  • Fait en sorte que les jeunes qui y allouent trop de temps développent certains problèmes liés à la sédentarité.
  • Sont là pour rester, les gamers n’arrêterons pas de jouer, ça fait partie de leur vie.

De son côté, la robotique

  • Interagit physiquement avec le monde réel, l’environnement ou l’utilisateur. Elle peut mesurer des quantités physiques (vision, force, biométrie, etc.) et produire un output en conséquence.
  • Est une industrie qui s’organise rapidement pour sortir des laboratoires et des usines afin de s’insérer dans notre quotidien.
  • Peut très bien être ludique et formatrice en même temps. Les LEGO Mindstorm permettent d’apprendre autant que de s’amuser.

Et si on mélangeait les deux?!

En fait, ça se fait déjà. Plusieurs jeux vidéos utilisent des moteurs d’intelligence artificielle pour contrôler des personnages. La prochaine étape serait de doter le logiciel d’actionneurs et de capteurs pour qu’il interagisse avec le monde tangible. Voici quelques idées et trucs dont j’ai pris connaissance, en désordre:

  • Le robot contrôleur
    L’haptique fait référence aux sensations du toucher qu’une machine peut faire sentir à un utilisateur. Les volants pour les jeux de voiture en sont un exemple. Dans le domaine de la réalité virtuelle, on a aussi des gants pour “prendre” des objets. Récemment, le Falcon a fait son entrée sur le marché. Il s’agit d’une manette permettant d’exercer une force à l’utilisateur. Le problème avec ces appareils particuliers, c’est que ça prend les jeux qui viennent avec et que c’est difficile d’avoir un résultat à la fois convainquant et peu cher. Par contre, on pourrait avoir des jeux dédiés pour une console. Par exemple, l’aspect jeu vidéo pourrait ajouter le fun factor qui manque cruellement à plusieurs appareils d’entraînement sportif et de réhabilitation. La mesure du rythme cardiaque permettrait d’ajuster le jeu en fonction des objectifs et de la personne. Imaginez qu’au lieu de faire du vélo stationnaire devant un TV qui griche dans un gym, vous seriez devant un écran sur lequel défilerait un sentier de Moab, avec des compagnons qui roulent à vos côtés. J’en rêve avec l’hiver qui arrive.
  • Le robot avatar
    Je parlais récemment de Zeno, un prototype de robot jouet représentant un personnage d’une histoire de dessin animé. De la même manière, on pourrait s’imaginer qu’un robot soit le prolongement d’un personnage d’un jeu vidéo massivement multi-joueur (MMOG). Quand j’étais plus jeune, je jouait à des jeux de rôle et ça se passait tout dans notre tête. Quand on se faisait des maquettes et on peinturait nos figurines, alors tout ça se matérialisait et on trippait. De la même manière, d’avoir un robot réel qui bouge selon se qui se passe dans un jeu pourrait être vraiment cool. Le robot pourrait aussi incarner un allié par exemple, qui agit physiquement et dans le jeu selon comment on interagit avec lui. Dans le même ordre d’idée, les Mindstorm et Microsoft Robotics Studio permettent de simuler les robots. Une prochaine étape pourrait être de lier toutes les simulations dans un environnement commun.
  • Le robot simulateur de mouvement
    Un simulateur de vol comme ceux de CAE permettent au pilote d’obtenir ses certifications sans jamais avoir piloté certains avions. Le cockpit est réaliste, les graphiques, mais les mouvements aussi. La base mobile permet de simuler des accélérations qui ajoutent grandement au réalisme. En arcade ou dans des parcs d’amusement, on pourrait imaginer de telles plate-formes, moins coûteuses, pour nous donner une meilleure impression des mouvements de notre bolide ou vaisseau spatial. Qui sait, on pourrait aller jusqu’à se transformer en Mario Bros?
  • Le robot console
    Les Japonais et les Coréens sont friands de ce genre de truc: un petit robot avec un écran qui peut se déplacer, interagir en parlant, nous écoutant et en jouant avec nous. C’est un type de console qui pourrait certainement aller plus loins. Une autre approche dont je viens de prendre connaissance via Talking Robots est la tuile intelligente de Entertainement Robotics. Ces tuiles d’un pied carré sont assemblées sur un mur ou un plancher. Elles peuvent sentir la force, émettre différentes couleurs et différents sons. Elles peuvent servir à jouer plusieurs jeux sans graphique 3D mais qui semblent très intéressants. Il y a entre autre le Bug Smasher. Dans ce jeu, une tuile d’une certaine couleur symbolisera une bestiole. L’enfant court alors pour frapper la tuile et entend un bruit d’insecte qui grille. L’insecte disparait pour apparaître à l’autre bout du plancher, et ainsi de suite. Ils ont aussi fait une version de Pong où vous êtes la barre qui reçoit la balle, symbolisée par une couleur qui se déplace au travers des tuiles. De tels jeux permettent de faire bouger les jeunes tout en les divertissant, tout le monde est content.
  • Le robot concepteur
    Et si les robots devenaient des outils ou des interfaces pour créer? Je pense par exemple à la numérisation automatisée d’objets en 3D qui permettrait d’avoir des modèles à partir d’objets réel. Ça se fait déjà dans le domaine, amis à ma connaissance, ce n’est pas automatisé. Et toutes ces mesures de paysages urbains en 3D que google fait en ce moment à partir de technologies du DARPA Grand Challenge, il me semble que ça ferait de bases pour des tableaux hyper-réalistes… Je pense aussi au castelet électonique qui pourrait servir pour faire des scénarios pour des tableaux. Au lieu de coder le mouvement des personnages, on les déplace manuellement et la machine acquisitionne les données.

Ce ne sont que quelques idées tirées comme ça. Et si le divertissement était aussi la killer app que les roboticiens cherchent tant en ce moment, comme il l’a été pour l’ordinateur?

castelet électronique
[Puma Freytag, marionnettiste et Clément Gosselin, professeur en robotique, photo du Média Matin Québec]

Mercredi se déroulait le lancement du castelet électronique, un projet de scène robotisée à échelle 1:10 dont j’avais parlé en août. C’était l’aboutissement de trois ans de collaboration entre trois laboratoires de l’Université Laval, le Laboratoire des nouvelles technologies de l’image, du son et de la scène (LANTISS), le Laboratoire de robotique et le Laboratoire de vision et de systèmes numériques. Pour l’occasion, Puma Freytag, un marionnettiste et professeur de théâtre, a présenté un spectacle miniature d’une vingtaine de minutes nous laissant entrevoir les possibilités de l’installation.

J’avais déjà vue la partie mécanique de la scène principalement développée par Jean-Philippe Jobin et Sylvain Comptois. Je vous montre de nouveau leur vidéo présenté à SIGGRAPH plus tôt cet automne:

[qt:http://robot.gmc.ulaval.ca/videos/autres/scene/Scene_mobile.mpg 320 240]

Mais ce que je n’avais jamais vu, c’est que la castelet n’est pas que la scène. C’est aussi un système d’éclairage LED sur mesure permettant de simuler un éclairage de scène. Il y a aussi un système de projection et d’écrans, dont certains sont semi-opaques pour permettre l’ajout de réalité augmentée. Tous ces aspects techniques mis ensembles dans les mains d’artistes permettent de créer un espace scénique dynamique offrant de nouvelles formes d’expression.

Le seul spectateur qui a posé une question suite à la présentation est Jacques Plante, non pas le gardien de but mais l’architecte de salle de spectacle et aussi professeur à Laval:

“Est-ce qu’on peut se permettre de rêver non pas à une mise en scène mais carrément à une mise en salle, où les spectateurs feraient eux aussi partie de cet espace dynamique, effaçant la frontière entre eux et la scène?”

C’est beau de rêver, et pourquoi pas? Quand on a vu l’arrière-scène de spectacles à Vegas, on se dit que tout est possible. Justement lors de cette visite, on suppliait les professeurs du groupe de donner des formations d’arts technologiques. Robert Faguy, le responsable du projet du castelet, a justement lancé une invitation en ce sens aux doyens des différentes facultés présents. Québec est à son avis un terreau fertile pour ce genre de projet multi-diciplinaire et nous avons tout ce qu’il faut pour développer ce créneau. Il espère donc que son projet fera des petits.

La prochaine étape pour le castelet est la conclusion de l’aspect collaboratif pour la conception de spectacles à distance. Le LVSN travaille déjà à un système permettant à différents artistes répartis à travers le monde de collaborer à la conception de spectacles. On peut imaginer certains qui travaillent dans la version virtuelle du castelet pour contrôler le modèle réel à distance. À l’inverse, ceux qui y ont accès physiquement pourront déplacer des objets dans l’environnement, qui seront acquisitionnés par des caméras et reproduits dans l’environnement virtuel à l’autre bout.

Le lancement a eu une couverture médiatique intéressante, notamment dans la presse écrite: