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Robotique, état de l’art

Par Orsys

Objectifs

  • Disposer d'une meilleure définition du domaine de la robotique
  • Cerner ses usages : service, industriel, médical, civil, militaire, domotique, cobotique, homme augmenté, IoT...
  • Découvrir son écosystème, architectures, possibilités et limites
  • Définir les moyens à mettre en œuvre pour son projet robotique
  • Mieux identifier les marchés, enjeux et évolutions à venir de la robotique

Culture, histoire et définitions

  • Mythes, cultures et légendes liés à la robotique.
  • Évolution de la robotique du premier outil jusqu'à l'ère de l'électronique.
  • Révolution industrielle : invention de la machine à vapeur.
  • Automates, animal-machine, Pascaline, machine de Babbage...
  • Créations militaires : guerre froide, robot espion et de combat.
  • Jeux vidéo : culture "méchas", simulateurs et Serious Game robotique.
  • Approche systémique, scientifique, mathématique et informatique.
  • Définitions sous influence entre histoire, culture, usage et marketing.
  • Définitions par secteur, environnement, composition...
  • Croyances et perception du monde de la robotique.

Marchés, emplois et usages

  • État des lieux : marché mondial, européen et français.
  • Marché de la robotique pour TPE et PME.
  • Projection du marché : Smart City, industrie du futur...
  • Marché par secteurs : Internet des objets, robotique industrielle, service, loisirs...
  • Robotisation du marché de l'emploi : nouveaux métiers du numérique et de la robotique.
  • Mutations des emplois : la robotisation contre le chômage.
  • Usages de la robotique : service, industries, Internet des objets (IoT), domotique, cobotique...
  • La robotique dans le monde du spectacle, du cinéma et des loisirs.

Matériels et matériaux

  • La mécanique, physique et structure d'un robot.
  • Matériaux : PLA, ABS, PVC, acier, nylon, kevlar, naturels...
  • Etudier le meilleur rapport : poids, prix, résistance/durée de vie...
  • Composition électronique et électrique.
  • Capteurs : luminosité, gyroscope, RFID, caméra...
  • Moteurs : servomoteurs, moteurs à courant continu, pas à pas...
  • Microcontrôleurs et processeurs
  • Alimentation : secteur, batteries, énergies vertes

Logiciels et Intelligence Artificielle

  • Langages de programmation et robotique.
  • Environnement logiciel : frameworks et API.
  • Intelligence Artificielle, Machine Learning et Big Data en robotique.
  • Illusions d'optique pour robots.
  • Exemple de BeepAI.
  • Reconnaissance vocale : langage naturel, chatbot, de la voix vers l'action.
  • Détection de mouvements et d'objets (visage, posture, émotions, QR-Codes...).
  • Cartographie et spatialisation 2D/3D/4D : se repérer dans l'espace.
  • Exemples et démonstrations de programmation.

Conception et boîte à outils

  • Boîte à outils matérielle et logicielle pour projet robotique.
  • De l'idée au prototypage : plan, schémas 2D/3D.
  • Des outils classiques aux outils de prototypage récents.
  • Prototypage rapide, impression 3D, découpe laser, fraiseuses...
  • Tests : performance, usure, sécurité...
  • Robotique virtuelle : prototypage, électronique et robot virtuel.
  • Maintenance, modularité, et réparations rapides.
  • Ressources et exemples de projets Open Source.

Architecture, écosystème et communication

  • Moyens de communication : bluetooth, WiFi, LiFi, infrarouge...
  • Robotique cellulaire : 3G/4G/5G.
  • Protocoles et standards de communication Internet.
  • Standards robotique : systèmes d'exploitation, communication...
  • Exemple d'architecture robotique, domotique.

Législation, normes, éthique et sécurité

  • Voitures autonomes, drones, quadricoptères et réglementations.
  • Données, Big Data, RGPD et CNIL.
  • Droits d'auteur, brevets et créations robotiques.
  • Problèmes éthiques : accidents, dilemmes moraux.
  • Souveraineté numérique et robotique.
  • Législations, directives, normes "robotique".
  • Intelligence Artificielle, robotique et problèmes éthiques et moraux.
  • Sécurité électrique : attention à l'électrocution !
  • Sécurité informatique et piratage robotique.
  • Cas particulier de la cobotique : synergie Homme et machine.

La place de l'Homme et le futur de la robotique

  • Cerveau humain contre Intelligence Artificielle.
  • Adversaires artificiels célèbres : Deep blue, AlphaGo, AlphaZero...
  • Anthropomorphisme et "Uncanny valley" (vallée de l'étrange).
  • Robotique, émotions et psychologie : du robot surveillant au robot thérapeute.
  • De l'Homme remplacé à l'Homme assisté voire augmenté.
  • Implants : cochléaires, rétiniens, cérébraux.
  • Industrie du futur, Smart Cities, transports autonomes.
  • Les matériaux, matériels et processeurs de demain.
  • Intelligence Artificielle quantique et robotique du futur.

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Programme

Culture, histoire et définitions

  • Mythes, cultures et légendes liés à la robotique.
  • Évolution de la robotique du premier outil jusqu'à l'ère de l'électronique.
  • Révolution industrielle : invention de la machine à vapeur.
  • Automates, animal-machine, Pascaline, machine de Babbage...
  • Créations militaires : guerre froide, robot espion et de combat.
  • Jeux vidéo : culture "méchas", simulateurs et Serious Game robotique.
  • Approche systémique, scientifique, mathématique et informatique.
  • Définitions sous influence entre histoire, culture, usage et marketing.
  • Définitions par secteur, environnement, composition...
  • Croyances et perception du monde de la robotique.

Marchés, emplois et usages

  • État des lieux : marché mondial, européen et français.
  • Marché de la robotique pour TPE et PME.
  • Projection du marché : Smart City, industrie du futur...
  • Marché par secteurs : Internet des objets, robotique industrielle, service, loisirs...
  • Robotisation du marché de l'emploi : nouveaux métiers du numérique et de la robotique.
  • Mutations des emplois : la robotisation contre le chômage.
  • Usages de la robotique : service, industries, Internet des objets (IoT), domotique, cobotique...
  • La robotique dans le monde du spectacle, du cinéma et des loisirs.

Matériels et matériaux

  • La mécanique, physique et structure d'un robot.
  • Matériaux : PLA, ABS, PVC, acier, nylon, kevlar, naturels...
  • Etudier le meilleur rapport : poids, prix, résistance/durée de vie...
  • Composition électronique et électrique.
  • Capteurs : luminosité, gyroscope, RFID, caméra...
  • Moteurs : servomoteurs, moteurs à courant continu, pas à pas...
  • Microcontrôleurs et processeurs
  • Alimentation : secteur, batteries, énergies vertes

Logiciels et Intelligence Artificielle

  • Langages de programmation et robotique.
  • Environnement logiciel : frameworks et API.
  • Intelligence Artificielle, Machine Learning et Big Data en robotique.
  • Illusions d'optique pour robots.
  • Exemple de BeepAI.
  • Reconnaissance vocale : langage naturel, chatbot, de la voix vers l'action.
  • Détection de mouvements et d'objets (visage, posture, émotions, QR-Codes...).
  • Cartographie et spatialisation 2D/3D/4D : se repérer dans l'espace.
  • Exemples et démonstrations de programmation.

Conception et boîte à outils

  • Boîte à outils matérielle et logicielle pour projet robotique.
  • De l'idée au prototypage : plan, schémas 2D/3D.
  • Des outils classiques aux outils de prototypage récents.
  • Prototypage rapide, impression 3D, découpe laser, fraiseuses...
  • Tests : performance, usure, sécurité...
  • Robotique virtuelle : prototypage, électronique et robot virtuel.
  • Maintenance, modularité, et réparations rapides.
  • Ressources et exemples de projets Open Source.

Architecture, écosystème et communication

  • Moyens de communication : bluetooth, WiFi, LiFi, infrarouge...
  • Robotique cellulaire : 3G/4G/5G.
  • Protocoles et standards de communication Internet.
  • Standards robotique : systèmes d'exploitation, communication...
  • Exemple d'architecture robotique, domotique.

Législation, normes, éthique et sécurité

  • Voitures autonomes, drones, quadricoptères et réglementations.
  • Données, Big Data, RGPD et CNIL.
  • Droits d'auteur, brevets et créations robotiques.
  • Problèmes éthiques : accidents, dilemmes moraux.
  • Souveraineté numérique et robotique.
  • Législations, directives, normes "robotique".
  • Intelligence Artificielle, robotique et problèmes éthiques et moraux.
  • Sécurité électrique : attention à l'électrocution !
  • Sécurité informatique et piratage robotique.
  • Cas particulier de la cobotique : synergie Homme et machine.

La place de l'Homme et le futur de la robotique

  • Cerveau humain contre Intelligence Artificielle.
  • Adversaires artificiels célèbres : Deep blue, AlphaGo, AlphaZero...
  • Anthropomorphisme et "Uncanny valley" (vallée de l'étrange).
  • Robotique, émotions et psychologie : du robot surveillant au robot thérapeute.
  • De l'Homme remplacé à l'Homme assisté voire augmenté.
  • Implants : cochléaires, rétiniens, cérébraux.
  • Industrie du futur, Smart Cities, transports autonomes.
  • Les matériaux, matériels et processeurs de demain.
  • Intelligence Artificielle quantique et robotique du futur.

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