Plan du cours

Semaine 01

Introduction

  • Qu'est-ce qui rend un robot intelligent ?

Robots physiques vs robots virtuels

  • Robots intelligents, machines intelligentes, machines conscientes et automatisation des processus robotisés (RPA), etc.

Le rôle de l'intelligence artificielle (IA) dans la robotique

  • Au-delà du "si-alors-sinon" et de la machine d'apprentissage
  • Les algorithmes derrière l'IA
  • L'apprentissage automatique, la vision par ordinateur, le traitement du langage naturel (NLP), etc.
  • La robotique cognitive

Le rôle des Big Data dans la robotique

  • Prise de décision basée sur les données et les motifs

Le Cloud et la Robotique

  • Lien entre la robotique et l'informatique
  • Construction de robots plus fonctionnels qui accèdent à plus d'informations et collaborent

Étude de cas : Robots industriels

  • Robots mécaniques
    • Baxter
  • Robots dans les installations nucléaires
    • Détection et protection contre la radiation
  • Robots dans les réacteurs nucléaires
    • Détection et protection contre la radiation

Composants matériels d'un robot

  • Moteurs, capteurs, microcontrôleurs, caméras, etc.

Éléments courants des robots

  • Vision par ordinateur, reconnaissance vocale, synthèse de la parole, détection de proximité, capteurs de pression, etc.

Cadres de développement pour programmer un robot

  • Cadres open source et commerciaux
  • Robot Operating System (ROS)
    • Architecture : espace de travail, sujets, messages, services, nœuds, actionlibs, outils, etc.

Langages pour programmer un robot

  • C++ pour le contrôle de bas niveau
  • Python pour l'orchestration
  • Programmation des nœuds ROS en Python et C ++
  • Autres langages

Outils pour simuler un robot physique

  • Logiciels de simulation et de visualisation 3D commerciaux et open source

Semaine 02

Préparation de l'environnement de développement

  • Installation et configuration du logiciel
  • Packages et utilitaires utiles

Étude de cas : Robots mécaniques

  • Robots dans le domaine de la technologie nucléaire
  • Robots dans les systèmes environnementaux

Programmation du robot

  • Programmation d'un nœud en Python et C ++
  • Comprendre le nœud ROS
  • Messages et sujets dans ROS
  • Paradigme de publication / abonnement
  • Projet : Bump & Go avec un robot réel
  • Dépannage
  • Simulation de robots avec Gazebo / ROS
  • Cadres dans ROS et changements de référence
  • Traitement d'informations 2D des caméras avec OpenCV
  • Traitement d'informations d'un laser
  • Projet : Suivi sécurisé d'objets par couleur
  • Dépannage

Semaine 03

Programmation du robot (suite...)

  • Services dans ROS
  • Traitement d'informations 3D des capteurs RGB-D avec PCL
  • Cartes et navigation avec ROS
  • Projet : Recherche d'objets dans l'environnement
  • Dépannage

Programmation du robot (suite...)

  • ActionLib
  • Reconnaissance vocale et génération de parole
  • Contrôle des bras robotiques avec MoveIt!
  • Contrôle du cou robotique pour la vision active
  • Projet : Recherche et collecte d'objets
  • Dépannage

Test de votre robot

  • Tests unitaires

Semaine 04

Élargir les capacités d'un robot avec l'apprentissage profond

  • Perception -- vision, audio et haptique
  • Représentation des connaissances
  • Reconnaissance vocale par NLP (traitement du langage naturel)
  • Vision par ordinateur

Initiation à l'apprentissage profond

  • Réseaux de neurones artificiels (ANN)
  • Réseaux de neurones artificiels vs réseaux de neurones biologiques
  • Réseaux de neurones à alimentation directe
  • Fonctions d'activation
  • Formation des réseaux de neurones artificiels

Initiation à l'apprentissage profond (suite...)

  • Modèles d'apprentissage profond
    • Réseaux convolutifs et réseaux récurrents
  • Réseaux de neurones convolutifs (CNN ou ConvNets)
    •  Couche convolutive
    •  Couche de pooling
    •  Architecture des réseaux de neurones convolutifs

Semaine 05

Initiation à l'apprentissage profond (suite...)

  • Réseaux de neurones récurrents (RNN)
    • Formation d'un RNN
    • Stabilisation des gradients pendant la formation
    • Réseaux de neurones à mémoire à court et long terme
  • Plateformes et bibliothèques logicielles d'apprentissage profond
    • Apprentissage profond dans ROS

Utilisation des Big Data dans votre robot

  • Concepts de Big Data
  • Approches d'analyse de données
  • Outils de Big Data
  • Reconnaissance de motifs dans les données
  • Exercice : NLP et vision par ordinateur sur de grands ensembles de données

Utilisation des Big Data dans votre robot (suite...)

  • Traitement distribué de grands ensembles de données
  • Coexistence et fertilisation croisée entre les Big Data et la robotique
  • Le robot comme générateur de données
    • Capteurs de mesure de distance, position, vision, tactile et autres modalités
  • Comprendre les données sensorielles (boucle sense-plan-act)
  • Exercice : Capturer des données en flux continu

Programmation d'un robot autonome avec apprentissage profond

  • Composants de robot à apprentissage profond
  • Configuration du simulateur de robot
  • Exécution d'un réseau neuronal accéléré par CUDA avec Cafe
  • Dépannage

Semaine 06

Programmation d'un robot autonome avec apprentissage profond (suite...)

  • Reconnaissance d'objets dans des photographies ou flux vidéo
  • Activation de la vision par ordinateur avec OpenCV
  • Dépannage

Analyse des données

  • Utilisation du robot pour collecter et organiser de nouvelles données
  • Outils et processus pour comprendre les données

Déploiement d'un robot

  • Transition d'un robot simulé à un matériel physique
  • Déploiement du robot dans le monde réel
  • Surveillance et maintenance des robots sur le terrain

Sécurisation de votre robot

  • Prévention du piratage non autorisé
  • Prévention des hackers qui tentent de consulter et voler des données sensibles

Construction collaborative d'un robot

  • Construction d'un robot dans le cloud
  • Rejoindre la communauté de la robotique

Perspective future pour les robots dans les domaines scientifiques et énergétiques

Résumé et conclusion

Pré requis

  • Expérience en programmation en C ou C++
  • Expérience en programmation Python (utile mais pas nécessaire ; peut être enseignée dans le cadre du cours)
  • Expérience avec la ligne de commande Linux

Public Cible

  • Développeurs
  • Ingénieurs
  • Scientifiques
  • Techniciens
 120 heures

Nombre de participants


Prix par participant

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