FabRecup : TPE RecupBotIA

Présentation de notre projet de TPE:

• Amélie COLLARD
• Killian CALLAC
• Madina FAGON

Nous sommes des élèves de Première S2 au lycée Notre-Dame du Mur à Morlaix.

Nous voudrions créer, dans le cadre de notre TPE sur l'intelligence artificielle, un robot créé en matériaux recyclés qui se rapprocherait le plus possible d'une intelligence artificielle. Pour cela nous aimerions créer un bras articulé (de type Poppy) mais aussi une tête afin de lui donner un aspect amical et sympathique. L'aide de FabRecup nous est très précieuse afin de mener à bien ce projet.

Pour mener à bien ce projet, nous récupérons des pièces ou encore des composants électroniques provenant de divers appareils (imprimantes, ordinateurs...).

28 octobre 2017

Nous serons présent à l'atelier des capucins à Brest le samedi 28 octobre aux cotés de l'équipe de FabRecup ainsi que celle d'Un Peu D'R. Pour cet événement nous préparons plusieurs affiches sur différents sujets que nous finaliserons le mardi 24 octobre. Ainsi, une affiche serait dédiée à la présentation de FabRecup et de ses actions avec la description d'un cycle de vie d'un produit. L'autre affiche présenterait notre robot et nos besoins en composants de récupérations. Nous aimerions aussi amener le robot Poppy Ergo Jr réaliser au lycée Notre Dame du Mur afin de le présenter à toute l'équipe. Il faudrait aussi que nous apportions ou que nous trouvions sur place des appareils à démonter pour y récupérer des composants utiles pour notre projet.

Préparation

Nous nous sommes retrouvé le mardi 24 octobre au lycée dans l'optique de préparer la journée du 28 octobre. Nous avons démonté un ordinateur pour récupérer différents composants : nous avons ainsi pris, entre autres, une carte permettant le contrôle des LEDs du panneau avant de l'ordinateur, le ventilateur, l'alimentation, ainsi qu'un haut-parleur. Nous avons ensuite testé certains de ces composants : on a, par exemple, fait diffuser de la musique au haut-parleur que nous avions trouvé, avec l'aide d'une carte BBC Microbit. On a aussi préparé le bras articulé Poppy Ergo Jr, en essayant de le faire fonctionner grâce à un notebook Jupyter : nous avons ainsi pu le placer dans différentes positions.

Compte-rendu de la journée

Page rendant compte de la journée du 28 octobre de FabRécup : http://wiki.lesfabriquesduponant.net/index.php?title=FabRecup_:_au_climat_d%C3%A9clic_le_28_octobre_2017

L'intelligence artificielle dans notre TPE

L'intelligence artificielle est un domaine de recherche : il consiste à trouver des moyens de reproduire, par une machine, l'intelligence humaine. Le but de notre TPE est de créer un bras robotique capable de jouer au jeu du morpion. Pour cela, nous utiliserons un programme informatique écrit en Python.

Le programme

Architecture

L'architecture Modèle-Vue-Contrôleur

Le programme est architecturé selon l'architecture Modèle-Vue-Contrôleur (MVC). Cette architecture consiste à diviser en trois parties le programme :

• Le modèle : il contient toutes les données utiles aux programme.
• La vue : il s'agit de l'interface graphique (la fenêtre) du programme, qui permet l'interaction entre le programme et l'utilisateur.
• Le contrôleur : il s'agit de la partie du programme qui va vérifier la validité des informations entrées par l'utilisateur. Il sert de « pont » entre la vue et le modèle.

Où est l'IA dans tout ça ?

L'IA est considérée comme un joueur, il serait donc logique de la faire communiquer avec la vue. Cependant, il ne faut pas oublier qu'il s'agit d'une partie du programme lui-même : elle n'a donc pas besoin d’interagir par une interface. Elle communique donc directement avec le contrôleur.

La base de données

Le programme possède aussi une base de données : c'est elle qui permet de stocker les différentes parties de morpion déjà effectuées. La base de données est mise à jour par le contrôleur à chaque fin de partie. De plus, l'IA est aussi connectée à la base de données, mais ne fait que la lire, pour analyse des combinaisons déjà effectuées lors des dernières parties, pour tenter d'effectuer le coup le plus efficace contre le joueur.

Le bras mécanique

De quoi est-il fait ?

Le bras mécanique est fait de carton et de pièces de récupération. Il comporte ainsi :

• 1 moteur courant continu
• 2 fils (alimentation des moteurs)
• 1 tiges filetées
• 1 écrous
• 1 raccords (« domino »)
• 2 pièces (imprimée en 3D) pivot (une pour le moteur, une autre placée sur la partie supérieure du bras)

Comment fonctionne-t-il ?

Pour faire bouger une partie, on fait tourner le moteur correspondant : ce moteur fait tourner une tige filetée qui va mettre en mouvement un écrou, qui va pousser la partie correspondante.
Le bras utilise actuellement, pour fonctionner, un moteur courant continu alimenté à 12V, relié à un système de relais, lui-même relié à une carte à micro-contrôleur BBC Microbit. Cette carte possédant 2 boutons, nous avons mis au point un système assez similaire à un lève vitre de voiture : appuyer sur un bouton actionne le système de relais de telle sorte que le moteur tournera dans un sens qui fera monter le bras, appuyer sur l'autre bouton actionnera le système de relais de façon à faire tourner le moteur dans le sens opposé, permettant de baisser le bras.

La reconnaissance vocale avec l'AIY Voice Kit

Depuis très récemment, nous avons fait l'acquisition d'un Google AIY Voice Kit : il s'agit d'un système de reconnaissance vocale en carton à assembler soi-même, avec micro-ordinateur Raspberry Pi. L'AIY comporte un également un bouton, ce qui permet de contrôler la reconnaissance vocale. Il est connecté au cloud Google, ce qui permet d'utiliser notamment un Google Assitant (en anglais), le transformant en un véritable Google Home, mais aussi de programmer un système de reconnaissance vocale en Python. Il serait donc possible de contrôler le bras par la voix. A l'état actuel, le bras fonctionnant par un programme dans une carte à micro-contrôleur, il n'est pas encore possible de contrôler le bras par la voix. Cependant, nous avons trouvé un moyen possible de communiquer avec le bras, en utilisant les ports GPIO du Raspberry Pi. On peut maintenant allumer une LED de cette façon, mais cela pourrait être aussi le système du bras.

Avancements

• Création d'un projet de système expert : un jeu de morpion permettant au joueur de jouer contre l'ordinateur.
• Recherches sur l'intelligence artificielle : principes, théories, questions sociétales.
• Démontage de différents appareils afin de récupérer leurs composants.
• Conception d'un prototype de bras mécanique en carton.