Expressions des
émotions par un robot
Comment humaniser un robot grâce aux expressions du visage ?
Pour une meilleur appréciation de notre dossier nous
vous invitons à utiliser le sommaire et les différents menus
rencontr...
Sommaire
I-Le robot parrétro-projection
-Acquérir lesinformations
-Traiter et communiquer lesinformations
-Alimenter
-Haut...
Introduction
Historique
1495 1973 1992 à 1997 2000 2005 2010 2012
Suivan
La vallée dérangeante
En 1970, le roboticien Masa...
Les expressions du visage
humain
Les expressions d'un visage permettent à quelqu'un d'exprimer
ses sentiments, sa pensée, ...
Visage neutre
Suite
Déplacez vous à l'aide des flèches
Le robot par
rétroprojection
Suite
Le robot parrétroprojection
Ce type de robot est utilisé
par l'artiste Zaven Paré qui
les met en scène pour
explorer la va...
Clavier/capteur
masque
Vidéo projecteur
haut-parleur
ordinateur communication
Alimentation
Sommair Suite
I-Le robot parrét...
Le robot parmoteurs et
actionneurs pneumatiques
Suite
Le robot parmoteurs et actionneurs
pneumatiques
Aujourd'hui, les robots humanoïdes s'utilisent de différentes manières. Ma...
II-Le robot parmoteurs et actionneurs
pneumatiques : Menu
Chaîne d'information
ACQUERIR TRAITER ET COMMUNIQUER
ALIMENTER D...
La peau artificielle
Suite
La peau artificielle
La peau artificielle flexible sera, à l’avenir, indispensable pour
humaniser les robots, car elle per...
III-La peau artificielle : Menu
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Fonctionnement de la peau artificielle
Fonctionnement général de la peau artif...
conclusion
Suit
De nos jours les robots humanoïdes sont de plus en plus ressemblant aux être humains.
Les différences phys...
Lexique
Actionneurspneumatiques  : actionneursqui fonctionnent grâceàl'air comprimé
Aversion  :sentiment d'antipathieviole...
Suite
Émotion : Lesémotionssont un moyen decommuniquéavec d'autrepersonnepar lebiais
desexpressionsdu visage. Ellespermett...
Nous tenons à remercier M.Zaven Paré pour son aide
généreusedansnosrecherchesdocumentaires.
Réalisépar : CocagneSimon,
Mau...
Sources
SOUSSI – Les robots humains arrivent – soussi-imed [en ligne] – Samedi 4 Novembre
2006 [consulté le 16/01/2014]. -...
PERRIN Sarah – Des bulles pourraient favoriser la création d'une peau artificielle. – école
polytechnique federale de Laus...
video :
Robo Times – youtube [en ligne] – 2010. -URL :
http://www.youtube.com/watch?v=cFVlzUAZkHY
ZAVEN, Paré. – Youtube [...
Retourà
Le premier robot humanoïde est
certainement celui de Léonard de Vinci
qui présente en 1495 un chevalier en
armure ...
WABOT-1
Vint beaucoup plus tard la maîtrise de la bipédie en
robotique qui permis au robot de se déplacer de façon
rudimen...
P1 à P3
C'est en 1986 que les ingénieurs de Honda ont pensé pour la
première fois à développer un robot doué de deux princ...
Asimo
Le onzième robot de Honda, Asimo, fabriqué en 2000, est capable de courir.
Sa dernière version de 2011 peut sautille...
HRP-2, le robot humanoïde est né au Japon en 2003, il
est conçu par le groupe de recherche en robotique de
l’AIST (Institu...
Kobian est un robot de 2010 de l'université
Waseda au Japon capable de reproduire certaines
expressionshumaines.
Le robot ...
Geminoid-F
Enfin certains robots ont été développés
dans un souci d'extrême réalisme, comme
le Geminoid-F de l'université ...
Retourà
l'historique
Acquérirles informations
Il y a deux moyens de communiquer avec ce robot :
- grâce à des capteurs sonores
- grâce à un cla...
Traiteret communiquerles
informations
Retou
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Les informations sont ensuite transmises à un ordinateur par un
signal numér...
Alimenter
Retou
Ce robot est alimenté par le réseau EDF avec une tension efficace de 230V
alternatif Cependant, les différ...
Haut-parleurs et vidéo projecteur
Une fois traitées, les informations sont transmises à un vidéo-projecteur
et à un haut-p...
Masque
Retou
Le masque est en plastique. Il est fait à partir du
moulage d'un visage dans lequel le plastique est
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menu
Acquérirles informations
Les deux robots utilisent des procédés bien différents pour acquérir les informations
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Traiteret communiquerles
informations
Dans les deux cas les informations sous forme binaire sont traitées par un
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Alimenter
Les deux robots sont alimentés de manières différentes.
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Étant donné que KOBIAN peut se
déplacer, il n...
Mécanisme de la tête de KOBIAN
Le sourcil
Le sourcil est contrôlé par 4 points
également espacés. Les points de contrôle s...
Retourau
menu
Fonctionnement de la peau artificielle
La peau artificielle flexible fonctionne grâce à des matériaux spéciaux. Ces dernie...
Fonctionnement général de la peau
artificielle sensitive
Une peau artificielle fonctionne avec un matériau piézoélectrique...
Texture et pression
Lorsque le doigt d’un robot va toucher un objet, le
robot va pouvoir sentir la pression qu’il exerce
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Combinerune peau artificielle flexible
et sensitive
L’inconvénient majeur de la peau sensitive est qu’elle n’est pas flexi...
Détecterautre chose que le toucher
Des chercheurs de l’institut Technion en Israël ont réussi à créer des capteurs pouvant...
D'autres méthodes pourcréerune
peau artificielle
D’autresméthodesont étéutiliséspour donner aux robotsdessensautresqueleto...
Retourau
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La joie
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ridedansle
coin del’œil pommettesrelevées
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La
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(ellenedurequ'uneseconde)
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La peur
sourcilslevéset
rapprochés
paupièresinférieures
tendues
paupièressupérieures
levées
lèvrestiréesàl'horizontale
ver...
Suite
Suite
Suite
Suite
Suite
Suite
Le
dégoût
nez replié
lèvresupérieur levé
Suite
Suite
Suite
Suite
Suite
La
tristesse
menton abaissé
regard vide
paupièrelégèrement
abaissée
Suite
Suite
Suite
La
colère
lèvrespincées
sourcils
rapprochés
et abaissés
regard agressif
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classe de 1S2 Lycée Jacques Prévert
sujet: L'expression des émotions par un robot
problématique: Comment humaniser un robot grâce aux expression du visage?

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  1. 1. Expressions des émotions par un robot Comment humaniser un robot grâce aux expressions du visage ?
  2. 2. Pour une meilleur appréciation de notre dossier nous vous invitons à utiliser le sommaire et les différents menus rencontrés le long de ce dossier pour naviguer entre les parties. Sur chaque diapo un bouton « suite » ou « retour » a étécréépour passer d'unediapo àuneautre. Merci devotrecompréhension. Suite
  3. 3. Sommaire I-Le robot parrétro-projection -Acquérir lesinformations -Traiter et communiquer lesinformations -Alimenter -Haut-parleurset vidéoprojecteur -Masque Introduction -Historique -Lavalléedérangeante -Lesexpressionsdu visagehumain II-Le robot parmoteurs et actionneurs pneumatiques -Acquérir lesinformations -Traiter et communiquer lesinformations -Alimenter -MécanismedelatêtedeKOBIAN III-La peau artificielle -Fonctionnement delapeau artificielle -Fonctionnement général delapeau artificiellesensitive -Textureet pression -Combiner unepeau artificielleflexibleet sensitive -Détecter autrechosequeletoucher -D'autresméthodespour créer unepeau artificielle Conclusion Lexique Sources
  4. 4. Introduction Historique 1495 1973 1992 à 1997 2000 2005 2010 2012 Suivan La vallée dérangeante En 1970, le roboticien Masahiro Mori publie un très court article mais très discuté dans le milieu des roboticiens. Il y expose sa théorie, selon laquelle plus un robot androïde est similaire à un être humain, plus ses imperfections nous paraissent monstrueuses. De ce fait, nous serons beaucoup plus à l'aise devant un robot clairement artificiel que devant un robot munit d'une peau, de vêtements et d'un visage semblant humain. Cliquer sur les images pour de plus amples explications sur les robots Plus une créature virtuelle ou un robot nous ressemble plus nous nous identifions à lui. Ce sentiment d'empathie est très faible pour un robot classique, elle croît pour une machine qui a des airs humains (comme un Transformer) et encore plus pour un personnage virtuel comme Mario. Un androïde qui nous imite à la perfection devrait donc susciter davantage d'empathie. Cependant c'est tout l'inverse : il nous fait peur et la courbe d'empathie chute brutalement. C'est ce qu'on appelle la vallée dérangeante.
  5. 5. Les expressions du visage humain Les expressions d'un visage permettent à quelqu'un d'exprimer ses sentiments, sa pensée, autrement dit à communiquer avec les personnes qui nous entourent. Elles permettent de se faire comprendre sans forcément avoir besoin du langage. C'est un ensemble de signes qui traduisent des émotions grâce à la physionomie du visage. Pour expliquer les caractéristiques des 6 principales émotions et montrer les possibilités d'expression qu'il est possible de créer en assemblant ces différentes caractéristiques, nous vous proposons l'animation suivante : Suite
  6. 6. Visage neutre Suite Déplacez vous à l'aide des flèches
  7. 7. Le robot par rétroprojection Suite
  8. 8. Le robot parrétroprojection Ce type de robot est utilisé par l'artiste Zaven Paré qui les met en scène pour explorer la vallée dérangeante Suit Il est possible de créer un robot à partir de l'association des mouvements du visage montrée auparavant. Il s'agit deprojeter desmorceaux defilm sur un masquetransparent. Ceprincipeest réaliste, cependant cetypederobot est généralement contrôléen direct par un êtrehumain. Cela est rendu nécessaire par le manque d'évolution technologique de ces robots. Il existe des robots indépendants, mais leur capacité est très limitée (ils ne peuvent répondre, par exemple, qu'à des questionssimpleset pré-enregistrées).
  9. 9. Clavier/capteur masque Vidéo projecteur haut-parleur ordinateur communication Alimentation Sommair Suite I-Le robot parrétro-projection: Menu Cliquer sur lesimagepour accéder aux parties
  10. 10. Le robot parmoteurs et actionneurs pneumatiques Suite
  11. 11. Le robot parmoteurs et actionneurs pneumatiques Aujourd'hui, les robots humanoïdes s'utilisent de différentes manières. Mais qu'ils vous accueillent à l'entrée d'un musée ou d'un hôtel ou qu'ils assistent à des réunions à votre place par téléopération, ces robots sont dotés de moyens technologiques autant ingénieux qu'ils sont récents, par-conséquent nombreux d'entre eux sont brevetés et leurs secrets sont protégés. C'est pourquoi, il est très difficile de trouver des informations utiles pour comprendre leur fonctionnement. Nous allons donc essayer de comprendre ce fonctionnement en comparant 2 robots, un plus récent que l'autre. Kobian est un robot conçu en 2010 par l'université de Wasedaau Japon. Il est capable de reproduire les principale émotions humaines, de façons plus rudimentaires, qui sont au nombrede7 : lebonheur, lacolère, ledégoût, latristesse, lapeur, lasurprise, et leneutre. Geminoid-F est un robot créé par l'université d'Osaka et lelaboratoireATR deHiroshi Ishiguro. Conçu dans un souci d’extrême réaliste, Geminoid-F utilise la téléopération. Ce robot reproduit à la perfection les gestes et traits de l'acteur qui est derrière son ordinateur. suite
  12. 12. II-Le robot parmoteurs et actionneurs pneumatiques : Menu Chaîne d'information ACQUERIR TRAITER ET COMMUNIQUER ALIMENTER DISTRIBUER, CONVERTIR ET TRANSMETTRE AGIR Chaîne d'énergie et d'action informations suiteSommair Visage neutre Mouvement du visage Ordre de pilotage
  13. 13. La peau artificielle Suite
  14. 14. La peau artificielle La peau artificielle flexible sera, à l’avenir, indispensable pour humaniser les robots, car elle permet de ne pas se retrouver devant un robot en métal, mais un robot disposant d’expressions du visage. Toutefois, la nouveauté de cette technologie empêchent l'acquisition de renseignements nécessaires C'est pourquoi, la partie qui va suivre parlera également de la peau artificielle sensitive, une autre méthode utilisée. Suite
  15. 15. III-La peau artificielle : Menu • • • • • • Fonctionnement de la peau artificielle Fonctionnement général de la peau artificielle sensitive Texture et pression Combinerune peau artificielle flexible et sensitive Détecterautre chose que le toucher D'autres méthodes pourcréerune peau artificielle suitSommair
  16. 16. conclusion Suit De nos jours les robots humanoïdes sont de plus en plus ressemblant aux être humains. Les différences physionomiques entre les deux sont presque imperceptibles. Les expressions que peut réaliser un visage robotique tel que ceux présenté dans ce dossier sont extrêmement réaliste. La peau artificiel rend possible tout lesmouvementsdu visage et permet de rapprocher lerobot desHommes. Mêmesi aujourd'hui lesrobotshumanoïdessont deplusen plusressemblant àl'Homme, il existe toujours des défauts, dus au temps de réaction du robot, à ses gestes saccadés, qui engendre une certaine antipathie chez les Hommes envers ces robots. Malgré tout, les progrès en robotique ne cessent de croître. Il n'est donc pas possible aux jours d'aujourd'hui d'humaniser complètement les robots. Cela s'explique principalement par le fait que les robots neressentent pasd'émotions. Ilsnefont qu'exécuter lesvolontésdel'Hommequi l’utilise. Cependant, la ressemblance aux Hommes ne s'arrête pas seulement aux visage robotique. Il est possible de crée des robots qui ressemblent en apparence à un corps humains entier et qui ont unedébut d'intelligence.
  17. 17. Lexique Actionneurspneumatiques  : actionneursqui fonctionnent grâceàl'air comprimé Aversion  :sentiment d'antipathieviolente, voir derépulsion ressentit par quelqu'un àl'égard d'unePersonneou d'unecatégoriedepersonnes. Barométrique  : relatif àlabarométriequi est lasciencequi étudielapression atmosphérique. BatterieLi-Ion  : accumulateur Lithium-Ion Degrédeliberté  :possibilité demouvement dansl'espace Élastomère  :matériaux, d'originenaturelleou synthétique, douéd’élasticité. Suite
  18. 18. Suite Émotion : Lesémotionssont un moyen decommuniquéavec d'autrepersonnepar lebiais desexpressionsdu visage. Ellespermettent dedialoguer sansparole. A nepasconfondre avec lessentimentsqui sont l'expression desequenousaimonsou non. Lesémotions permettent, par exemple, demontrer sessentimentsenverslesautres. Macroscopique  : qui sevoit àl’œil nu Microscopique  : qui appartient au domainedelamicrophysique, trèspetit, minuscule. Olfactif  : qui aun rapport àl'odorat Plate-formederobotique humanoïde  : zoneoù l'on étudielarobotiquehumanoïde Structuredecardan  :l'ensembled'un mécanisme Téléopération:opération pratiquéàdistanceàl'aide, dansnotrecas, d'unecamera.
  19. 19. Nous tenons à remercier M.Zaven Paré pour son aide généreusedansnosrecherchesdocumentaires. Réalisépar : CocagneSimon, MaucorpsJean-Loup et Bastian Lisrin Suite
  20. 20. Sources SOUSSI – Les robots humains arrivent – soussi-imed [en ligne] – Samedi 4 Novembre 2006 [consulté le 16/01/2014]. - URL: http://soussi-imed.over-blog.com/article-4416503.html HIROSHI Ishiguro – Hiroshi Ishiguro Laboratories – geminoid [en ligne] – 2010 [consulté le 07/03/2014]. - URL : http://www.geminoid.jp/en/index.html Auteur inconu – Histoire de la robotique – gotronic [en ligne] – solution e-commerce Arobases, 2010 [consulté le 01/03/2014]. - URL : http://www.gotronic.fr/ins-histoire-de-la-robotique-49.htm MARKS, Paul. – Un peu de peau artificielle. – courier international [en ligne]. – Courier international, 12 Mai 2010 [consulté le 13/11/2013]. - URL : http://www.courrierinternational.com/article/2010/05/12/un-peu-de-peau-artificielle KAMIEU NOUMI, Emeric. – Les chercheur créent une peau artificielle flexible. – Tech- Connect [en ligne] – Tech Connect, 25 Août 2013 [consulté le 23/01/2014]. - URL: http://www.tech-connect.info/technologies/les-chercheurs-israeliens-creent-peau-artificielle-flexibl Agence culturel d'Alsace. – Les haut-parleurs. – E-book de la sonorisation [en ligne] – imaginalsace, 2011 [consulté le 26/02/2014]. - URL : http://www.sonorisation-spectacle.org/les-haut-parleurs.html Suite
  21. 21. PERRIN Sarah – Des bulles pourraient favoriser la création d'une peau artificielle. – école polytechnique federale de Lausanne, actualités Médiacom [en ligne] – EPLF, 7 Juin 2013 [consulté le 6/03/2014]. - URL : http://actu.epfl.ch/news/des-bulles-pourraient-favoriser-la-creation-d-une-/ SALAZAR Jorge – David Hanson creates robots with human faces. – guardailtuofuturo [en ligne] – Earthsky Communications, 25 Avril 2012 [consulté le 15/02/14]. - URL : http://www.guardailtuofuturo.net/service/webs_news_frameset.aspx?id_news=66 Auteur inconnu – Les robots humanoïdes de Honda – koukycom [en ligne] – Editeur inconnu, date de création inconnue [consulté le 27/02/14]. - URL : http://koukycom.chez.com/robot-aujourdhui/p2.htm THIERRY Etienne – Asimo, un robot plus vrai que nature – Le Figaro [en ligne] – Le Figaro, 27 Décembre 2011 [consulté le 06/02/2014]. - URL : http://www.lefigaro.fr/secteur/high-tech/2011/12/26/01007-20111226ARTFIG00249-asimo-un-rob ZAVEN, Paré, et al. – catalogue cyberart. – Stamppa, 2009. -Caixa cultural. Groupe de travail ISI de l'Académie d'Aix-Marseille. – Livret des compétences essentiel. – Lurgot Limoges, 2004. p.1 et 2. DEVILLAINE, Valérie. – Pourquoi nous mettent-ils si mal à l'aise ? – Science et Vie Junior. – Avril 2013, n°284, p.60-61. Suit
  22. 22. video : Robo Times – youtube [en ligne] – 2010. -URL : http://www.youtube.com/watch?v=cFVlzUAZkHY ZAVEN, Paré. – Youtube [en ligne] – 2008. -URL : http://www.youtube.com/watch?v=4-_FIcBmK_Q#t=347&hd=1 http://www.youtube.com/watch?v=o1w8pVz43Vo#t=89&hd=1 iconographie : La plupart de nos images sont tiré des pages Web citée plus haut excepté : www.gurumed.org/2010/10/28/troublant-le-robot-aux-expressions-faciales-les-plus-ralistes/ http://www.retifweb.net/_pagesretifweb/10038/images/hautparleru%20en%20coupe.gif http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/A_plug.jpg http://pixabay.com/static/uploads/photo/2012/04/25/00/55/video-41496_640.png?i Fin
  23. 23. Retourà Le premier robot humanoïde est certainement celui de Léonard de Vinci qui présente en 1495 un chevalier en armure capable de s’asseoir, baisser sa visièreet debouger lesbras. Une réplique fonctionnelle fut construite en 1950 puisexposéeau muséedeBerlin.
  24. 24. WABOT-1 Vint beaucoup plus tard la maîtrise de la bipédie en robotique qui permis au robot de se déplacer de façon rudimentairesur deux jambes. WABOT-1 de l'université de Waseda créé en 1973 est l'un de ces premiers robots bipèdes capables de se déplacer defaçon rudimentaire. Il est doté d'un système de vision et de conversation qui lui permettent decommuniquer en japonais. Il peut également saisir des objets avec ses senseurs tactiles. Ses facultés intellectuelles sont comparables à celles d'un enfant d'un an et demi. Des panneaux solaires fournissant 140W permettent d'alimenter et d'animer lerobot. Il est principalement constituéd'argent et deplastique. Retourà
  25. 25. P1 à P3 C'est en 1986 que les ingénieurs de Honda ont pensé pour la première fois à développer un robot doué de deux principales qualitésqui sont lamobilitéet l'intelligence. Pensés initialement pour évoluer dans un environnement domestique afin d'aider les hommes dans leurs taches quotidiennes, les robots P doivent être capables de monter ou descendre des escalierset desemouvoir àtraversdespiècesencombrées. Les roboticiens de Honda ont donc décidé d'utiliser une morphologie humaine plus adaptée à l'environnement de travail du robot et permettant desedéplacer defaçon polyvalente. Retourà Malgré l'absence d'orteils qui ne sont d'aucune utilité dans la marche, les robots utilisent de nombreuses articulations sur leurs jambes et leur torse qui sont directement inspirées des humains. Ils possèdent un sens du toucher au niveau de leur pied pour détecter sa position d’inclinaison actuelle. De plus, un programme complexe a été développé pour assurer la position de stabilité optimale du centre de gravité pendant la marche (chose que nous faisons naturellement sans nous en rendre compte). Le robot est donc capable de se déplacer de façon humanoïde, notamment demonter desescaliersen autonomie. P2 et P3 se déplacent tous les deux à la vitesse de 2 km/h. P2 pèse 210 kg soit 80 kg de plus que son petit frère, ce dernier pouvant soulever une charge de 2 kg alors que son aîné en soulève5. Ils sont alimentés par une batterie délivrant 138 V et possède un modem Ethernet sans fil pour communiquer avec leurs créateurs. Par ailleurs, P2 a uneautonomiede15 minutes.
  26. 26. Asimo Le onzième robot de Honda, Asimo, fabriqué en 2000, est capable de courir. Sa dernière version de 2011 peut sautiller sur un pied, courir à 9 km/h, manipuler des objets délicatement comme remplir un gobelet d'eau, communiquer en langagedessigneset bien plusencore. Pour qu'il puisse estimer précisément la position, le poids et la résistance de l'objet à saisir, les ingénieurs ont dû jumeler son regard artificiel constitué de camérasavec lessix capteursintégrésdanschacun desesdoigts. Retourà
  27. 27. HRP-2, le robot humanoïde est né au Japon en 2003, il est conçu par le groupe de recherche en robotique de l’AIST (Institut national de la science et des technologiesindustriellesavancées). C'est une«plateformederobotiquehumanoïde». Il existe actuellement 15 plateformes de robotique humanoïde de type HRP-2 dans le monde dont 14 sont au Japon. Une est au cœur des recherches du laboratoire franco-japonais Joint Robotics Laboratory (JRL, CNRS/AIST). C’est la toute première à sortir du Japon pour s’implanter en France. HRP-2 offre un formidable potentiel pour la conduite desrecherchesen robotique. Les plateformes de robotique industrielles sont apparuesdèslesannées70. Retourà Ce sont des robots mobiles, en environnement d’intérieur et d’extérieur, ou d’assistance au chirurgien. Il existe maintenant desrobotsvolantset desrobotshumanoïdes. Chaque plateforme constitue un objet de recherche à part entière qui répond aux demandes d’innovation dans des secteurs aussi diversifiés que l’industrie manufacturière, les transports, le spatial ou le médical et anticipe des marchésfuturstelsquecelui delarobotiquepersonnelle. Le robot japonais HRP2 de 2005(sur l'image) est capable dedanser.
  28. 28. Kobian est un robot de 2010 de l'université Waseda au Japon capable de reproduire certaines expressionshumaines. Le robot Kobian est assez émotif pour afficher diverses émotions incluant la joie, la tristesse et l’aversion (comme vous pouvez le voir ci-dessus). Cette machine bipède peut se déplacer en étant conscient de son environnement et elle peut effectuer différentestâchesphysiquesen exprimant unegammed’émotion. Kobian est le résultat d'un jumelage de 2 robots construit par la même université, WE-4RII dont les recherches étaient principalement focalisées sur les expressions humaines et WABIAN-2R dont les recherchesétaient concentréessur lamobilité. Kobian possède 65 degrés de liberté dont 24 constituent la tête et un grand nombre de capteurs qui servent d'organesdessens. Retourà
  29. 29. Geminoid-F Enfin certains robots ont été développés dans un souci d'extrême réalisme, comme le Geminoid-F de l'université d'Osaka et du laboratoireATR deHiroshi Ishiguro. Les robots Geminoid de cette université sont des robots humanoïdes télécommandés recouverts de silicone qui reproduisent à distance les mimiques faciales et les paroles de ceux qui les contrôlent. Retourà
  30. 30. Retourà l'historique
  31. 31. Acquérirles informations Il y a deux moyens de communiquer avec ce robot : - grâce à des capteurs sonores - grâce à un clavier d'ordinateur Parle clavier Cette méthode est beaucoup plus utilisée que celle du capteur, car elle permet un plus large choix de possibilités. Il existe deux utilisations principales. La première consiste à taper un texte qui sera, par la suite, lu oralement par le robot. La deuxième, utilise le clavier comme une télécommande. En effet, chaque touche du clavier est associéeàuneaction du robot. Parun capteur Cette méthode permet de créer une forme de dialogue avec le robot. A l'aide d'un capteur sonore, il est possible de capter les paroles de l'interlocuteur du robot pour les transmettre par la suite à l'ordinateur. Cette méthode permet une plus grande indépendance pour le robot, mais elle est peu performante pour le moment. Dans l'exemple ci-dessous on peut voir que la touche « q » correspond au mouvement des yeux du visage robotique vers le bas à gauche mais avec la bouche ouverte. Retour
  32. 32. Traiteret communiquerles informations Retou r Les informations sont ensuite transmises à un ordinateur par un signal numérique. Les informations sous forme binaire sont traitées avant d'être communiquées. Le code binaire est une succession de 0 et de 1. A chaque combinaison correspond une valeur en tension. Chacune de ces associations correspond à un nombre ou une lettre. Ce qui permet de créer un langage qui sera utilisé par un programme. Une fois que la fonction « traiter » est terminée le programme envoie les ordresappropriésau restedu circuit viaun réseau filaire ou à distance grâce à une technologie sans fil L'utilisateur peut par la suite prendre connaissance de l'évolution du programme grâce à un affichagesur l'écran del'ordinateur.Ce type de traitement permet d'effectuer des adaptations et des évolutions de l'information. L'unité centrale de l'ordinateur, composée de microprocesseurs, enregistre et restitue les données, conservées dans la mémoire, lorsdu fonctionnement. Valeur numérique Le programme de ce robot associe chaque information reçue à une action du visage ou à une parole quelerobot va prononcer.
  33. 33. Alimenter Retou Ce robot est alimenté par le réseau EDF avec une tension efficace de 230V alternatif Cependant, les différents composants électroniques doivent être alimentés avec un courant continu de plus faible tension. Un ordinateur doit, par exemple, être alimenté avec du 12V continu au maximum. Il est également possible de faire fonctionner les éléments du robot même (vidéo-projecteurs et haut-parleurs), avec une batteriepour permettreau robot d'êtremobile. Pour transformer lecourant alternatif en courant continu, on utiliseunealimentation continue : Le transformateur permet d'abaisser la tension alternatif. Le pont de diodes a pour fonction de redresser la tension. Le condensateur filtre la tension pour la lisser une première fois. Le régulateur termine de stabiliser la tension continue. Tension (V) temps 12 V Umax = 230√2 = 325V .
  34. 34. Haut-parleurs et vidéo projecteur Une fois traitées, les informations sont transmises à un vidéo-projecteur et à un haut-parleur qui sont les éléments qui donnent « vie » au robot. Le haut-parleur Il a la caractéristique de pouvoir transformer l'énergie électrique fournie par l'ordinateur en énergie acoustique. La transformation se fait en deux parties. La première est un moteur assurant le passage de l'énergie électrique en énergie mécanique dans un premier temps. Cette énergie est ensuite transformée en onde sonore par l'intermédiaired'unemembrane. Cependant, il faut que le courant passe par un amplificateur qui élève le niveau d’un signal sans autre modification car le courant de base n'est pas assez fort pour fairevibrer lamembrane. L'aiment crée un champ magnétique autour de la bobine de cuivre La bobine mobile est en plus parcourue par un courant alternatif fourni par l'amplificateur. La membrane reliée à la bobine, suit ses mouvements. Cela exerce sur l'air ambiant des pressions (des surpressions et des dépressions) qui créent la voix du robot que nous entendons. La loi de Laplace démontre qu'avec ses deux conditions réunies, une force apparaît au niveau de la bobine. Celle-ci est donc entérinée d'avant en arrière en fonction du sens du courant la traversant. Retou Vidéo-projecteur Il est placé derrière le masque. Il transforme l'énergie électrique fournie par l'ordinateur en lumière, celle-ci va former l'image d'un visage. Les films diffusés doivent être enregistrés au préalable. C'est avec une succession de ces minis films que l'on peut créer l'illusion d'un être vivant. Pour renforcer cette effet et augmenter les possibilités, il est possible de mettre plusieurs vidéo- projecteursafin defragmenter levisage.
  35. 35. Masque Retou Le masque est en plastique. Il est fait à partir du moulage d'un visage dans lequel le plastique est thermoformé. Il sert d'écran pour les films projetés. Ce procédé permet de rendre le visage du robot plus réaliste et l'humanise. Il est la véritable interface entre les êtres humains et le robot car c'est lui que l'on a en face de nous
  36. 36. Retourau menu
  37. 37. Acquérirles informations Les deux robots utilisent des procédés bien différents pour acquérir les informations nécessaires à leur fonctionnement. Avec KOBIAN KOBIAN utilise de multiples capteurs pour se déplacer et interagir avec le monde qui l'entoure : -pour la sensation visuelle, il utilise deux camerassituéesdanssesyeux. -des capteurs de force pour évaluer la force à exercer sur un objet à attraper ou encore pour assurer le contrôle de la stabilité de marche et le mouvent du corps entier. -descapteurstactiles. -descapteursolfactifs. Avec Geminoid-F Dans le cas de Geminoid-F, toutes les informations sont acquises en externe par le principe de la téléopération. C'est donc une camera qui film une actrice(ou acteur) quevareproduireGeminoid-F Retou
  38. 38. Traiteret communiquerles informations Dans les deux cas les informations sous forme binaire sont traitées par un ordinateur avant d'êtrecommuniquéesau robot. Laseul différencerésidedansl'emplacement del'ordinateur : Pour Geminoid-F les informations sont traitées par un ordinateur externe puis retransmiseau robot. Pour KOBIAN lesinformationsrecueilliespar lescapteurssont traitéespar un ordinateur interne, intégré au robot, puis retransmise aux différents moteurs qui feront évoluer lerobot. Retour
  39. 39. Alimenter Les deux robots sont alimentés de manières différentes. PourKOBIAN Étant donné que KOBIAN peut se déplacer, il ne faut pas qu'il soit relié par des fils électriques. Par conséquent, il est alimenté par unebatterieLi-ion PourGeminoid-F En revanche, Geminoid-F utilise une source d'alimentation en courant continu pour contrôler les vannes de commande d'écoulement d'air pour conduire des actionneurs pneumatiques. (50W) Retou
  40. 40. Mécanisme de la tête de KOBIAN Le sourcil Le sourcil est contrôlé par 4 points également espacés. Les points de contrôle sont entraînés par l'aimant à travers le couvercle qui formelefront. La paupière L'œil du robot est composé de deux paupières, la paupière supérieure et la paupière inférieure. La paupière supérieure possède 2 degrés de liberté, le premier sert à la fermeture et à l'ouverture de la paupière et le second sert à faire tourner lapaupière. La paupière inférieure ne possède qu'un seul degrédelibertépour l'ouvertureet lafermeture. Les yeux Les yeux de KOBIAN-R ont 3 degrés de libertéentraînéspar lastructuredecardan. La bouche Le point du haut de la bouche est fixé au couvercle de la joue, deux points de contrôle actifs sont situés sur la partie supérieure de la lèvreet deux autressur lalèvreinférieure. Les points de contrôle actifs peuvent se déplacer dansY et Z. Avec Geminoid-F cesont desactionneurspneumatiquesqui font bouger desparties métalliquesouslapeau du robot lui donnant vie. Un compresseur d'air (100V-240V, 400W) fournit del'air compriméaux actionneur. Retou
  41. 41. Retourau menu
  42. 42. Fonctionnement de la peau artificielle La peau artificielle flexible fonctionne grâce à des matériaux spéciaux. Ces derniers sont le plus souvent des dérivés de plastique. Les informations données par les constructeurs sont souvent très vagues, le Docteur David Franklin Hanson, également président de Hanson Robotics et créateur de la peau pour humanoïde « Frubber » parle d’ « un réseau de micro-vascularités et de cellules imitant la peau humaine à toutes les échelles, macroscopique comme microscopique » . Retou
  43. 43. Fonctionnement général de la peau artificielle sensitive Une peau artificielle fonctionne avec un matériau piézoélectrique(ex:quartz), c'est-à-dire un matériau qui a une résistance variable en fonction de la pression exercée. Ce matériau est alimenté en électricité. En fonction delapression, il valaisser passer plusou moinsdecourant. On mesure ensuite le courant transmis à l’aide d’un capteur électronique. A partir du courant mesuré, on peut en déduirelapression exercéesur lapeau. Retou
  44. 44. Texture et pression Lorsque le doigt d’un robot va toucher un objet, le robot va pouvoir sentir la pression qu’il exerce dessus via les déformation du fluide conducteur situé dans le doigt électronique. Ces déformations vont être mesurées à l’aide d’électrodes. Lorsque le doigt va effleurer un objet, cela va produire des micro-vibrations, celles-ci vont pouvoir être mesurées à l’aide du capteur de pression, indiquant ainsi la texture de l’objet. Retou
  45. 45. Combinerune peau artificielle flexible et sensitive L’inconvénient majeur de la peau sensitive est qu’elle n’est pas flexible. Cependant elle est indispensable pour avoir des robots humanisés, tout comme l'est la peau flexible. Une équipe de chercheurs dirigés par Stéphanie Lacour est parvenue a créer une peau sensitive avec un taux d’élasticité supérieur à 100% en utilisant comme support des circuits électroniques une mousse élastomère. En injectant des bulles d’air, les chercheurs sont parvenus à tordre le support sans casser le circuit : entre les bullesd’air, lecircuit resteintact. Retou
  46. 46. Détecterautre chose que le toucher Des chercheurs de l’institut Technion en Israël ont réussi à créer des capteurs pouvant être intégrés dans une peau artificielle, utilisant des nanoparticules de 5 à 8nm en or reliées via des « ligands », puis posés sur du PEP, un plastique très courant. Cette peau peut mesurer le toucher, mais aussi l’humidité, la température, la pression et la présence de produits chimiques. Par ailleurs, ellefonctionneavec un faiblevoltage. Retou
  47. 47. D'autres méthodes pourcréerune peau artificielle D’autresméthodesont étéutiliséspour donner aux robotsdessensautresqueletoucher. Des chercheursde l’universitéd’Harvard ont fabriquésunepeau artificielleàl’aidede microcapteursbarométriques, noyésdansun matériau élastique, disposant d’unerésolution de3 à5mm, et capabledemesurer lapression. Uneautreméthode, testéepar deschercheurs du GeorgiaInstituteof Technology consisteàutiliser desnanofilsd’oxydedezinc alignés sur un support, pour unerésolution de8464 taxels(pixelstactiles) par centimètrescarrés. Cettepeau est toutefoisplusonéreuse. Retou
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  49. 49. Suite
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  62. 62. La joie apparition de ridedansle coin del’œil pommettesrelevées Suite
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  74. 74. La surprise boucheouverte yeux écarquilléssourcilslevés (ellenedurequ'uneseconde) Suite
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  82. 82. La peur sourcilslevéset rapprochés paupièresinférieures tendues paupièressupérieures levées lèvrestiréesàl'horizontale versl'extérieur du visage Suite
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  89. 89. Le dégoût nez replié lèvresupérieur levé Suite
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  94. 94. La tristesse menton abaissé regard vide paupièrelégèrement abaissée Suite
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  97. 97. La colère lèvrespincées sourcils rapprochés et abaissés regard agressif Suite

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