130 réponses à ce sujet

[Hologram]

Voici une présentation de mon projet robotique.

 

 

Petit historique :

A la base, je n'avais pas prévu de concevoir un robot. Initialement, il y a de cela plusieurs années, je me suis intéressé à la vision artificielle et plus particulièrement aux algorithmes de détection de visages, notamment en temps réel. Après avoir lu plusieurs articles sur le sujet, je me suis lancé dans l'implémentation Java d'un de ces algos issu d'une thèse : l'algorithme de Viola et Jones. Ca n'a pas été simple mais j'y suis quand même parvenu. Dans ma lancée, je me suis alors intéressé aux algos de reconnaissance faciale qui sont, sur le principe, relativement simples à comprendre mais beaucoup plus complexes à implémenter (Eigenfaces, Fisherfaces, ...). Malgré ma persévérance, je n'y suis pas parvenu (manque de courage  ). A cette période ont commencé à apparaître des librairies Java implémentant tous ces algorithmes, dont une qui m'a tout de suite plu : OpenImaj. Je me suis donc empressé de la tester avec différentes images, la webcam, ... La preuve ici. C'est à partir de ce moment-là qu'a commencé à germer ce projet de robotique.

Dans un premier temps, j'ai créé et développé un programme de suivi de visage à partir d'une webcam et de Lego Mindstorm (dont la vidéo est ici). J'ai poussé un peu plus loin l'idée en adaptant le programme pour des servomoteurs standards (avec l'aide d'un servo-controller et d'un système de pan & tilt). Résultat : mon attrait pour la robotique était né et depuis, je fais évolué ce petit système rudimentaire vers un robot qui a plus de "gueule".

 

Au fil du temps, je lui ai rajouté pas mal de fonctionnalités (essentiellement logicielles) mais j'aimerais maintenant qu'il ne soit plus un simple programme mais quelque chose de plus "matériel", plus "vivant" en quelque sorte.

 

 

Le projet :

Mon but est de créer un robot "compagnon" autonome. Bon, ça, c'est sur le papier pour l'instant. Je ne sais pas si je l'atteindrai, mais quand on est passionné ...

N'étant pas d'une imagination débordante pour le design, je préfère partir sur un modèle de robot existant et essayer d'en faire une réplique.

Je souhaite avant tout, que ce robot ait un visage expressif mais avec un aspect "boîte de conserve". Le plus connu d'entre eux est Wall-E, bien évidemment. De nombreuses vidéos montrent des "Wall-E builders" qui ont construit des répliques impressionnantes et très expressives :

- https://youtu.be/7oVSaUWeKt0

- https://youtu.be/f3hNCCt_M9U

Pendant un certain temps, j'ai hésité à me tourner vers un robot de type Cozmo qui a des expressions très rigolotes. Cela m'a valu l'achat d'un écran OLED pour effectuer quelques tests assez concluants.

 

Mais j'ai finalement choisi de partir sur un Wall-E qui a plus de charme avec son côté "tas de ferraille".

Dans un premier temps, je vais me concentrer sur la tête. Le reste du corps, notamment la partie déplacement, sera fait dans un second temps, si je n'ai pas abandonné d'ici là ;-)

Je pense faire ça quasiment en taille réelle, un peu comme sur les vidéos. N'étant pas un grand bricoleur, je vais concevoir les pièces nécessaires en 3D pour pouvoir les faire imprimer (je consacrerai un post pour ça).

 

 

Contraintes :

- Langage JAVA le plus possible (vous l'aurez sûrement compris, c'est mon langage de prédilection et que j'utilise tous les jours au boulot par la même occasion)

- Doit fonctionner sur une carte ARM (type Raspberry, Odroid, ...). Actuellement, tourne sur PC car j'ai des problèmes de capacités de calculs notamment pour la détection de visages en temps réel)

- Doit pouvoir être alimenté de façon autonome : via batteries (type chargeur de téléphone Power Bank, ou par piles)

- Plug & play : je veux éviter d'avoir des soudures à faire (je n'ai pas de fer à souder de toute façon  ). Je privilégie les cartes avec interfaçage USB via des API.

- Doit coûter le moins cher possible : mais quand on aime, on ne compte pas ... enfin, un peu quand même

 

 

Fonctionnalités attendues (pour certaines déjà développées) :

- robot autonome

- détection de la parole (développé maison avec TarsosDSP)

- reconnaissance vocale (développé en faisant appel aux webservices de l'API Bing Speech, moins chère que celle de Google). Auparavant, j'utilisais Sphinx4, une librairie de reconnaissance embarquée mais très gourmande en ressources.

- détection de visage (développé avec OpenImaj)

- reconnaissance faciale (développée avec OpenImaj mais problème au niveau de l'apprentissage)

- reconnaissance d'objet (développée en faisant appel aux webservices de l'API Google Vision)

- système de discussion type chatbot (embryon de développement basé sur AIML)

- prise de décision en fonction du contexte (de ce qu'il voit, ce qu'il entend, ce qu'il a mémorisé, ...). Ex : si je lui demande "Qu'est-ce que c'est ?" en lui montrant un objet avec mon doigt, il doit être capable de me répondre. (non développé).

- Mouvements du visage, des yeux (via servo-moteurs) (en préparation, interfaçage programme / servo moteur en partie développée).

- Vision 3D (non développée)

- serveur web embarqué pour pouvoir le contrôler à distance et accéder au flux audio et vidéo (en partie développé)

- ... et j'en oublie certainement.

 

 

Matériel pour l'instant à ma disposition :

- 1 Raspberry Pi Type B

- 1 Raspberry Pi 2 Modèle B

- 1 Odroid C2

- 1 alimentation PowerBank 10000 mAh 5V / 2A

- 1 contrôleur 8 servomoteurs PhidgetAdvancedServo

- 2 servomoteurs Hitec 422 (il m'en faudra au moins 4, reste à savoir lesquels)

- 3 webcams Hercules HD Twist (dont une que j'ai désossée)

- 1 enceinte X-mini

- 1 écran OLED Yoctopuce Yocto-MaxiDisplay

 

Je ne pense pas me servir de tout ça mais il me faudra sûrement du matériel supplémentaire.

 

Maintenant, après toutes ces explications, il n'y a plus qu'à s'y mettre ...

 

Première étape, la partie mécanique avec réalisation de la tête et tous ces degrés de liberté. Ce n'est pas un domaine où je suis très à l'aise mais on n'est là pour apprendre. Je vais m'inspirer de ces vidéos pour la réaliser :

- https://youtu.be/A9p9sFlDak8

- https://youtu.be/nFMWRZfO65Y

Pour cette partie-là, je pense que je ferais appel à vous pour me conseiller dans certains choix.

 

C'est parti ... 

 

A bientôt

[Path]

Merci du partage

[Oliver17]

Excellent, je kiff Wall-E, par contre ton driver de servomoteurs je le trouve cher, regarde ceux de chez Pololu, le Maestro fait la même chose, beaucoup moins cher.

Perso j'ai celui-ci : https://www.pololu.com/product/1356

 

^^

 

Edit : Mais pourquoi j'ai regardé les vidéos sur la tête de Wall-E :'(

Modifié par Oliver17, 21 avril 2018 - 06:40 .

[Mike118]

Pour info si tu as besoin d'un produit du shop et qu'il a besoin d'un petit coup de soudure, sur demande ça peut être fait avant de te l'envoyer  

 

hâte de voir la suite en tout cas ! =) 

[Oracid]

Wall-E est très sympa, c'est certain ! Mais si j'avais ta compétence, je ferais un truc original.
Bon courage.

[Ulysse]

Un bon projet, la technologie logicielle du jour le rend accessible, mais il faudra bien sortir le fer à souder un jour ou l'autre...

[Hologram]

Merci à tous pour vos réponses et vos encouragements.

 

Merci du partage

 

J'aime bien partager mes connaissances et les infos que je trouve au fil de mes recherches. Cela fait partie de l'esprit maker.

Pour ceux que ça intéresse, le code est disponible ici.

 

 

Excellent, je kiff Wall-E, par contre ton driver de servomoteurs je le trouve cher, regarde ceux de chez Pololu, le Maestro fait la même chose, beaucoup moins cher.

Perso j'ai celui-ci : https://www.pololu.com/product/1356

 

^^

 

Edit : Mais pourquoi j'ai regardé les vidéos sur la tête de Wall-E :'(

 

Cela fait déjà 4-5 ans que j'ai acheté cette carte Phidget. C'est vrai qu'elle était (et est toujours) chère. Après, il y avait un connecteur Java fourni, une très bonne documentation et une alimentation externe pour les servos (le fameux plug & play dont je parle, sans avoir à se soucier de développer un wrapper Java / C, de l'alim qu'on doit prendre, ...). Pour le Pololu, je n'ai pas encore bien regardé. Si j'ai besoin d'un autre contrôleur, peut-être que je me tournerai vers celui-ci. Tu pourras sûrement me conseiller ;-)

Que t'ont provoqué les vidéos de Wall-E ??? ;-)

 

 

Pour info si tu as besoin d'un produit du shop et qu'il a besoin d'un petit coup de soudure, sur demande ça peut être fait avant de te l'envoyer

 

hâte de voir la suite en tout cas ! =) 

 

Merci pour l'info. Mais c'est un des défis : zéro soudure !!! ;-)

 

Wall-E est très sympa, c'est certain ! Mais si j'avais ta compétence, je ferais un truc original.
Bon courage.

 

J'ai bien essayé de voir pour créer un robot original mais je n'ai pas une imagination débordante de ce côté-là. C'est mon premier robot donc je préfère m'inspirer de choses existantes. Notamment pour la modélisation 3D (domaine où je suis une quiche ), c'est plus simple de s'appuyer sur des modèles connus et pas trop difficile à modéliser.

A un moment, j'ai voulu me lancer dans la conception du BB-8 : j'ai vite abandonné. Mécanique trop complexe pour un premier robot.

Après, j'hésite aussi entre l'impression 3D ou utiliser des matériaux recyclés (bouteilles, canette, boites plastiques, ...) mais ça me parait un peu cheap et peut-être pas assez solide.

 

 

Un bon projet, la technologie logicielle du jour le rend accessible, mais il faudra bien sortir le fer à souder un jour ou l'autre...

 

Comme je l'ai dit plus haut, le défi est d'éviter les soudures. Mis à part les cours théoriques de collège, lycée, ..., je me considère comme débutant en électronique et bricoleur du dimanche. Donc pour un premier projet, je veux éviter d'avoir à calculer les ampérages, tensions,, résistance, et autres avant de devoir brancher / souder quelque chose et éviter que tout crame dès que j'allume . Pour l'instant, je laisse ça aux fabricants des différentes cartes et contrôleurs, et me contente juste de brancher le tout sur des ports USB. Je suis conscient que pour faire des systèmes un peu plus sympas, je devrais pousser un peu plus loin mes compétences en électronique et sortir le fer à souder.

[Oliver17]

C'était le mouvement de la tête que je trouvais sympa, mais en fait je vais garder ce que j'ai actuellement sur Glenn, ça fonctionne bien aussi ^^

[Hologram]

Modélisation:
 
Pour modéliser les différentes pièces du robot en 3D, j'ai choisi Onshape, outil en ligne de CAO. Son utilisation est gratuite (si l'on accepte de rendre ses fichiers publics), possède de nombreux exercices / tutoriaux, de nombreuses vidéos expliquant les différentes fonctionnalités. Il est possible d'assembler les différentes pièces modélisées et de les mettre en mouvement pour juger de la faisabilité d'un mécanisme. Je le trouve assez bien fait, même si certaines fonctions ne sont pas forcément très intuitives. En même temps, je n'avais jamais utilisé un tel outil, donc je n'ai pas de référence pour pouvoir comparer. Du fait que je débute dans ce domaine, il est encore pour moi assez difficile de concevoir certaines pièces. On pense assez facilement à l'aspect extérieur d'une pièce, mais on oublie souvent comment modéliser l'intérieur, de prévoir les systèmes d'assemblage entre les pièces, ...
Si vous avez des conseils à me donner de ce côté-là, je suis preneur.
Pour l'instant, j'ai réussi à concevoir (plus ou moins) une partie de l'oeil (ici aussi).
 
Par contre, j'ai voulu voir combien pouvait me coûter une telle pièce sur Sculpteo qui utilise l'impression par fritage laser (sachant qu'elle fait 170*130*90 mm). Résultat : près de 200 € pour un seul oeil , en plus incomplet !!! C'est essentiellement le volume extérieur de la pièce qu'on paie. Ca ne me coûterai sûrement pas plus cher que la pièce soit pleine ou pas. Bien sûr, si je diminue de moitié les dimensions, le prix est divisé par 4. Mais bon ... dans ce cas-là, autant que j'achète un jouet Wall-E ;-)
Pour ceux qui s'y connaissent en impression 3D, je voulais savoir si une impression traditionnelle (avec filaments) me coûterait moins cher, et si elle était techniquement possible. Avec cette technique, est-il possible d'imprimer des éléments qui sont suspendus dans le vide (ex : les éléments d'assemblage des vis sur l'oeil si elle est posée face contre le plateau ) ?

Image(s) jointe(s)

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[levend]

C'est sûr que ça te coûtera moins cher avec la méthode de fusion du filament (environs 30€ la bobine de 1kg) même si tu va dans une fablab ou similaire tu devrais encore être loin des 200€ pour une partie de l'oeil.

Je ne sais pas si tu pourras faire tes supports de vis comme ça, je ne suis pas un pro de l'impression, mais tu peux peut-être tricher pour faire ça.

 

Edit : je me pose la même question pour une pièce que je veux faire

[Oliver17]

Hum, là c'est juste pour un oeil, à combien estimes tu le robot complet en impression ?

 

Car autant acheter une imprimante 3D, non ?

[levend]

Je n'osais pas le dire mais pour deux yeux, elle serait presque amorti (suivant le modèle choisi).

[ashira]

 

 

Avec cette technique, est-il possible d'imprimer des éléments qui sont suspendus dans le vide (ex : les éléments d'assemblage des vis sur l'oeil si elle est posée face contre le plateau ) ?

Oui tu peux car le logiciel va créer un support pour maintenir le plastique. Par contre il faut éviter les plastiques qui se rétractent comme l'abs sinon ça va se courber.

[Hologram]

Hum, là c'est juste pour un oeil, à combien estimes tu le robot complet en impression ?

 

Car autant acheter une imprimante 3D, non ?

 

 

Je n'osais pas le dire mais pour deux yeux, elle serait presque amorti (suivant le modèle choisi).

 

C'est vrai qu'à ce prix-là, je commence aussi à me poser la question d'acheter une imprimante 3D :-D

Au niveau des pièces à modéliser pour l'ensemble de la tête, j'ai les yeux avec des éléments à l'intérieur, l'axe central de rotation des yeux, et les éléments du cou. Je m'attendais à mettre pour l'ensemble, 150 € tout au plus. Mais pour tout vous avouer, je n'ai aucune idée des prix des différentes impressions. Mais, je ne m'attendais pas à si cher. Je vais voir combien ça peut me coûter en impression avec filament.

Mais pour l'instant, je vais tenter de terminer de modéliser l'ensemble de mes pièces pour la tête. Je galère un peu ... ;-)

 

 

Oui tu peux car le logiciel va créer un support pour maintenir le plastique. Par contre il faut éviter les plastiques qui se rétractent comme l'abs sinon ça va se courber.

C'est bien ce qu'il me semblait qu'il existait un système de support. Par contre, je ne sais pas si toutes les imprimantes le font.

[Mike118]

La boutique robot maker peut peut t'imprimer tes pièces avec de l'impression 3D type FDM , nous sommes équipés pour  
Si tu envois tes fichiers on peut te faire un devis  
Sinon oui au bout d'un certain nombre de pièces si tu as du temps pour le faire, acheter une imprimante 3D peut être rentable =)

 

[Hologram]

Salut à tous,
 
Après quelques mois silencieux, je reviens vous faire part de mes légères avancées.
 
J'ai d'abord fait une demande de devis pour l'impression 3D d'une partie de l'oeil auprès d'une boutique près de chez moi. Résultat : plus de 200 euros pour à peine une moitié d'oeil !!!. J'ai trouvé ça cher. En même temps, j'ai vu ça grand !!!
J'ai donc préféré mettre de côté l'impression 3D pour le moment et me concentrer sur la réalisation d'un prototype. J'ai alors cherché chez moi ce que je pouvais utiliser comme matériaux pour concevoir ce premier prototype. Et là, je suis tombé sur des boîtes de Nesquick (étant adepte du chocolat le matin) : bonne taille, plastique relativement rigide, mais rectangulaires contrairement à la forme des yeux de Wall-E qui sont plutôt arrondis. Mais pourquoi pas ? Avec quelques pièces de LynxMotion, des bouts de tuyaux trouvés chez Casto et un bon cutter, voici le résultat (un peu piteux et pas très concluant) :
 
Le premier avec les yeux un peu trop écartés (élément à 45°) :

 
Le second en rapprochant les yeux (élément à 90°) plus probant avec la petite démo en vidéo (vidéo 1 et vidéo 2) (c'est un peu bringuebalant !!!) :
 

 
Comme vous pouvez le constater, il y a 2 axes de rotations : un pour chaque oeil. Ce qui pose plusieurs problèmes:
- les yeux se percutent quand ils pivotent vers le haut
- les yeux sont trop écartés quand ils pivotent vers le bas
 
La forme particulière des yeux du Wall-E original (arrondis sur l'intérieur) et l'axe de rotation unique (entre les 2 yeux) n'a pas seulement un côté esthétique (regard de chien battu) mais aussi un côté pratique qui évite tous les inconvénients cités.
 
C'est donc avec ces nouveaux éléments en ma possession que je suis parti sur l'élaboration d'un second prototype qui sera beaucoup plus proche du modèle original. Cette fois-ci, j'abandonne les boîtes en plastique pour utiliser du carton (merci Amazon !!!), des bouchons en liège, des attaches parisiennes et de la colle.
Voici les premières photos. Pas de vidéo car rien n'est collé et pas de mouvement pour l'instant :
     
 
Maintenant, je cherche comment intégrer les moteurs dans tout ça.

[Oracid]

Excellent ! Vraiment !

Petite question. Pourquoi as-tu rendu solidaire les yeux et les servos, plutôt que de coupler les yeux avec les palonniers des servos.
Avec ta solution, les servos doivent soulever leur propre poids, ce qui est lourd.
Alors qu'avec la solution classique, chaque servo n'aurait qu'à déplacer son palonnier et son morceau de carton, ce qui est très léger.

[Mike118]

Sinon pour l'impression 3D, Il y a ce service d'impression 3D robot maker surtout que dans quelques jours je vais recevoir le kit multi-matériaux pour imprimer jusqu'à 5 couleurs =) 

 

Mais bon après c'est bien aussi le carton ! =) c'est écolo, c'est fun et tout =).

Tu peux largement faire ton premier proto comme ça et évoluer plus tard !

 

En tout cas bravo pour ce bon début et bon courage pour la suite! 
 

( Et + 1 pour la remarque d'oracid =) )

[Oliver17]

Excellent, au prix de l'impression donnée dans ton post tu es presque quitte à acheter une imprimante

 

Va falloir que tu rigidifies tout ça car je ne donne pas longtemps sur la durée de vie du carton, le balsa pour les modèles réduits, je ne sais pas combien ça peux coûter mais ça peut être une solution, non ?

[Hologram]

Merci pour vos conseils.

 

Excellent ! Vraiment !

Petite question. Pourquoi as-tu rendu solidaire les yeux et les servos, plutôt que de coupler les yeux avec les palonniers des servos.
Avec ta solution, les servos doivent soulever leur propre poids, ce qui est lourd.
Alors qu'avec la solution classique, chaque servo n'aurait qu'à déplacer son palonnier et son morceau de carton, ce qui est très léger.

Au moment où je l'ai fait, c'était par simplicité que j'ai solidarisé les yeux et les servos. Je n'avais pas le matériel pour mettre les servos sur l'axe central entre les yeux. Et je trouve qu'il n'y a pas beaucoup de place selon le type de servo que j'utilise et l'échelle que je choisis. Si je veux centrer les servos sur l'axe central de manière simple, il faut en aligner 2 sur la profonteur en les plaçant "debout" ce qui est assez volumineux. Surtout avec des Hitec 422. Mais de toute façon, pour que le mouvement corresponde à ce que j'attends, il faut que la rotation des yeux se fasse au niveau de l'axe central. Donc les servos vont bouger vers cet axe pour la version "carton" en utilisant les palonniers comme tu l'indiques. Après, je ne sais pas si un servo 9g est assez puissant pour soulever un oeil en carton.

Si vous avez des conseils pour m'aider à agencer les servos ...

 

Sinon pour l'impression 3D, Il y a ce service d'impression 3D robot maker surtout que dans quelques jours je vais recevoir le kit multi-matériaux pour imprimer jusqu'à 5 couleurs =) 

 

Mais bon après c'est bien aussi le carton ! =) c'est écolo, c'est fun et tout =).

Tu peux largement faire ton premier proto comme ça et évoluer plus tard !

Je vais commencer par le carton : ça me permet de tester la position des différents éléments avant de m'attaquer à une impression 3D, histoire de ne pas à avoir à imprimer une pièce à chaque fois que ça ne va pas ;-)

Pour le service d'impression robot maker, on peut envoyer les fichiers STL pour connaitre le prix ?

 

Excellent, au prix de l'impression donnée dans ton post tu es presque quitte à acheter une imprimante

 

Va falloir que tu rigidifies tout ça car je ne donne pas longtemps sur la durée de vie du carton, le balsa pour les modèles réduits, je ne sais pas combien ça peux coûter mais ça peut être une solution, non ?

Le balsa, j'y ai pensé mais n'étant pas du tout bricoleur ni vraiment outillé, le carton, c'est plus à mon niveau ;-)

 

Vivement ce week-end que je continue ...