SLAM : un système de navigation pour les personnes aveugles et les robots

Image provenant de http://img.mit.edu/

Un robot PR2 conçu par la compagnie Willow Garage muni d'une caméra Microsoft Kinect.

Un nouveau système de navigation conçu par les chercheurs du laboratoire de «Computer Science and Artificial Intelligence» (CSAIL) du MIT à Cambridge aux États-Unis permet à des robots d’élaborer et de maintenir continuellement à jour des cartes de leur environnement. Cette invention pourrait permettre à des robots de naviguer dans des environnements changeants ou inconnus sans intervention humaine. Ces nouveaux systèmes pourraient aussi permettre à des personnes aveugles de trouver leur chemin sans aide dans des hôpitaux et des centres d’achat par exemple.

Actuellement, les ingénieurs devaient créer une carte virtuelle des lieux pour que les robots puissent y circuler. Ces cartes ne permettaient pas à un robot de s’ajuster au changement survenu dans leur environnement, tout comme les cartes virtuelles des systèmes GPS. Une chaise déplacée dans l’environnement de déplacement d’un robot par exemple pourrait le faire trébucher lors de déplacement autonome… pas pratique.

Image provenant de http://www.hsi.gatech.edu/

Le nouveau système est basé sur une technique appelée SLAM signifiant «Simultaneous Localization and Mapping». SLAM permet au robot de tenir constamment à jour la carte de l’environnement où il se trouve. Les premiers essais ont été faits avec un numériseur laser dispendieux pour ensuite évoluer vers une caméra économique de type «Kinect» (conçu par la compagnie Microsoft).

Image provenant de http://upload.wikimedia.org/wikipedia/

Une caméra Microsoft Kinect

Quand le robot se déplace dans un nouvel environnement, les capteurs de visibilité et de profondeur infrarouge de la caméra Kinect permettent d’établir d’établir un modèle 3D des lieux, établissant la position des murs et des objets qui s’y trouvent. En se déplaçant, le robot tient compte du déplacement effectué et poursuit l’élaboration de la carte en fonction de la distance parcourue. Lorsqu’il se déplace à nouveau dans cet environnement, le robot compare les cartes en mémoire prise de cet environnement et les nouvelles cartes qu’il réalise pour confirmer et établir la position des murs et des objets et ajuster son trajet de déplacement au besoin.

Le système a été mis à l’essai avec un robot PR2 conçu par la compagnie Willow Garage et par un humain volontaire. Le système leur a permis de se localiser en se déplaçant à une vitesse de 1,5 mètres/sec (5,4 km/hre ou 3,4 mille/hre, correspondant à une  vitesse de marche moyenne).

Image provenant de http://www.myvisiontest.com/

Ces systèmes ouvrent la voie à une multitude d’applications robotiques qui nécessitent tous à la base qu’un robot puissent se déplacer de façon sécuritaire dans un environnement en connaissant sa position en relation avec l’environnement où il se trouve. Très pratique pour gagner au pool…

RÉFÉRENCE

MIT

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