Les robots servent à passer l’aspirateur dans nos maisons, à assembler des voitures hybrides, à effectuer de façon autonome des missions de reconnaissance militaire. Ils servent aussi bien au gouvernement, qu’à la défense, au médical, à l’agriculture, à l’exploitation minière, à l’espace ainsi qu’à de nombreuses autres industries en effectuant des tâches réputées laborieuses, sales ou dangereuses pour l’Homme.
Malgré toutes ces promesses, les experts industriels sous-entendent que cette émergence n’en n’est qu’à ses prémices et que l’industrie de la robotique sera l’un des secteurs les plus évolutifs des dix prochaines années. Dans son article paru dans Scientific American, intitulé « A Robot in Every Home » (Un robot dans chaque foyer), Bill Gates déclare que l’industrie robotique est en train d’évoluer de la même façon que l’industrie des ordinateurs il y a 30 ans de cela. Avec des technologies novatrices comme le traitement multicœur et les FPGA (Field-Programmable Gate Arrays), les fabricants de robots ont accès à un processeur plus petit, plus rapide et moins coûteux. Ils peuvent aussi choisir parmi toute une variété de capteurs « sur étagère », des capteurs MEMS (micro-système électromécanique) à infra-rouge économiques aux télémètres laser très complexes, ou aux LIDARS, qui reproduisent des modèles 3D complexes d’un environnement ambiant.
Alors, pourquoi l’industrie robotique n’a-t-elle pas encore atteint son apogée ? « Les fonctionnalités matérielles sont presque abouties : il ne reste plus qu’à peaufiner le caractère logiciel », souligne Gates dans son article.
Les roboticiens en font plus avec LabVIEW
Bon nombre de concepteurs de robots, comme monsieur Barrett, ont trouvé une réponse à leur appel de détresse dans LabVIEW ; ses fonctionnalités fondamentales intégrées en font une plate-forme de programmation tout à fait idéale pour la robotique.
Par exemple, au moment d’agrémenter le secteur de l’exploration spatiale avec des solutions robotiques, Alliance Spacesystems doit d’abord rapidement prototyper et tester les concepts pour prouver leur faisabilité aux clients comme la NASA. Alliance Spacesystems a trouvé un avantage stratégique via la plate-forme de conception graphique de systèmes NI et cela fait plus de dix ans qu’ils utilisent LabVIEW pour le développement robotique rapide. « Ce qui pouvait prendre des années à prototyper prend désormais quelques mois seulement avec LabVIEW », précise Sean Dougherty, conseiller technique en mécatronique. « NI offre la combinaison d’outils de conception graphique de systèmes simples d’emploi et intuitifs, qui continuent à offrir la puissance et la souplesse nécessaires pour faire les choses indispensables avec un système embarqué complexe. »
Dr. Thomas Bewley, professeur au Laboratoire de robotique coordonnée à l’Université de Californie, San Diego, a utilisé LabVIEW pour créer des conceptions robotiques innovantes comme Switchblade, petit robot mobile à chenilles qui manipule une grosse masse à son extrémité pour se hisser et s’équilibrer sur un point. Switchblade peut effectuer des manœuvres tout à fait particulières, comme monter des marches, lors de missions de recherche et de sauvetage. Il a été complètement conçu et validé en moins d’un mois en utilisant le Module LabVIEW Control Design and Simulation. Lorsque s’il s’est agi de créer un prototype physique, l’intégration transparente entre LabVIEW et les cibles de traitement embarqué, comme NI Single-Board RIO, a donné à Bewley la capacité de porter son code de rétro-action à boucle fermée sur son matériel embarqué en quelques minutes seulement. Le processeur PowerPC 400 MHz embarqué, combiné au FPGA à 2 millions de portes, a laissé beaucoup de puissance processeur pour le traitement vidéo et pour d’autres tâches nécessaires aux missions de recherche et de sauvetage.
Les ingénieurs de TORC Technologies ont utilisé LabVIEW pour gagner un train d’avance au moment de créer le véhicule sans pilote le plus rapide au monde, qui comptabilise des vitesses à 102 mph. Michael Fleming, PDG de TORC Technologies, dit « Nous voyons des sociétés de robotique sophistiquée passer trop de temps à réinventer la communication entre capteurs, les unités de puissance, et les détails en termes de puissance au lieu de se concentrer sur les problèmes de perception, de planification et de contrôle de haut niveau.” Le réseau NI de centaines de capteurs, d’actionneurs et de drivers d’instruments a évité à TORC Technologies de créer des stratégies « faites maison » pour une solution autonome de commandes électriques de conduite automobile pour un véhicule Ford Escape Hybrid. En outre, étant donné que LabVIEW est une plate-forme de conception ouverte, qui peut lancer des scripts de fichiers.m sur des cibles temps réel et porter du code C ANSI sur des FPGA en utilisant l’interface ouverte C, TORC Technologies a créé une solution de traitement distribué hétérogène, qui utilisait un système NI CompactRIO pour gérer la fusion des capteurs et le contrôle des commandes électriques de conduite automobile ainsi que deux serveurs à quatre cœurs fonctionnant sous les systèmes d’exploitation Linux et Windows afin d’effectuer des algorithmes de perception, de planification et d’action.
L’apogée de l’industrie robotique aura lieu lorsque les roboticiens auront trouvé leur solution de programmation logicielle. Barrett, Dougherty, Bewley et Fleming sont autant d’exemples d’ingénieurs en mécanique, d’ingénieurs électriques, d’experts en contrôles et d’informaticiens qui sont devenus des roboticiens accomplis capables de rapidement prototyper et construire des conceptions de robots sophistiqués en utilisant LabVIEW.
Par Emilie Kopp, ingénieure marketing spécialisée en robotique chez National Instruments.
Source : zone.ni.com/devzone/cda/pub/p/id/1053