Plan du cours

Semaine 01

Introduction

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

Robots physiques vs robots virtuels

  • Robots intelligents, machines intelligentes, machines sentientes et automatisation des processus robotiques (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
  • Apprentissage automatique, vision par ordinateur, traitement du langage naturel (NLP), etc.
  • Robotique cognitive

Le rôle des grandes données dans la robotique

  • Prise de décision basée sur les données et les modèles

Le cloud et la robotique

  • Lien entre la robotique et l'informatique
  • Création 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 les radiations
  • Robots dans les réacteurs nucléaires
    • Détection et protection contre les radiations

Composants matériels d'un robot

  • Moteurs, capteurs, microcontrôleurs, caméras, etc.

Éléments communs des robots

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

Frameworks de développement pour programmer un robot

  • Frameworks open source et commerciaux
  • Système d'exploitation Robot (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++
  • Compréhension du 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 de 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 de 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 du robot pour la vision active
  • Projet : Recherche et collecte d'objets
  • Dépannage

Test de votre robot

  • Tests unitaires

Semaine 04

Étendre les capacités de votre robot avec l'apprentissage profond

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

Cours intensif sur l'apprentissage profond

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

Cours intensif sur l'apprentissage profond (suite...)

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

Semaine 05

Cours intensif sur l'apprentissage profond (suite...)

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

Utilisation de grandes données avec votre robot

  • Concepts de grandes données
  • Approches d'analyse des données
  • Outils pour l'analyse des données
  • Reconnaissance de modèles dans les données
  • Exercice : NLP et vision par ordinateur sur de grands ensembles de données

Utilisation de grandes données avec votre robot (suite...)

  • Traitement distribué de grands ensembles de données
  • Coexistence et croisement entre les grandes données et la robotique
  • Le robot comme générateur de données
    • Capteurs de mesure de distance, position, visuels, tactiles et autres modalités
  • Interprétation des données sensorielles (boucle sense-plan-act)
  • Exercice : Capturer des données en flux continu

Programmation d'un robot autonome avec apprentissage profond

  • Composants de robot basés sur l'apprentissage profond
  • Configuration du simulateur de robot
  • Exécution d'un réseau neuronal accéléré par CUDA avec Caffe
  • 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 de données

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

Déploiement d'un robot

  • Transition d'un robot simulé vers du 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 tentatives d'accès et de vol de données sensibles par les hackers

Construction collaborative d'un robot

  • Construction d'un robot dans le cloud
  • Intégration à la communauté robotique

Perspectives futures des robots dans les domaines scientifique et énergétique

Synthèse et conclusion

Pré requis

  • Expérience en programmation en C ou C++
  • Expérience en programmation en Python (utile mais non 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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