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Plan du cours

Semaine 01

Introduction

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

Robots physiques vs robots virtuels

  • Robots intelligents, machines intelligentes, machines sentiantes et automatisation robotique des processus (RPA), etc.

Le rôle de l'intelligence artificielle (IA) en robotique

  • Au-delà du "si-alors-sinon" et de la machine apprenante
  • Les algorithmes derrière l'IA
  • Apprentissage automatique, vision par ordinateur, traitement du langage naturel (NLP), etc.
  • Robotique cognitive

Le rôle du Big Data en robotique

  • Prise de décision basée sur les données et les modèles

Le Cloud et la robotique

  • Lier la robotique aux technologies de l'information (IT)
  • Créer des robots plus fonctionnels accédant à davantage d'informations et collaborant

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 vocale, détection de proximité, détection de pression, etc.

Cadres de développement pour programmer un robot

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

Outils de simulation d'un robot physique

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

Semaine 02

Préparation de l'environnement de développement

  • Installation et configuration des logiciels
  • Paquets et utilitaires utiles

Étude de cas : Robots mécaniques

  • Robots dans le domaine des technologies nucléaires
  • 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 publication / abonnement
  • Projet : Éviter les obstacles (Bump & Go) avec un robot réel
  • Dépannage
  • Simulation de robots avec Gazebo / ROS
  • Repères dans ROS et changements de référence
  • Traitement d'informations 2D des caméras avec OpenCV
  • Traitement des 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 et synthèse vocale
  • 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

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

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

Cours intensif sur l'apprentissage profond

  • Réseaux neuronaux artificiels (ANN)
  • Réseaux neuronaux artificiels vs réseaux neuronaux biologiques
  • Réseaux neuronaux à rétroaction avant (Feedforward)
  • Fonctions d'activation
  • Entraînement des réseaux neuronaux artificiels

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

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

Semaine 05

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

  • Réseaux de neurones récurrents (RNN)
    • Entraînement d'un RNN
    • Stabilisation des gradients pendant l'entraînement
    • Réseaux à mémoire à long terme (LSTM)
  • Plateformes et bibliothèques logicielles d'apprentissage profond
    • Apprentissage profond dans ROS

Utilisation du Big Data dans votre robot

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

Utilisation du Big Data dans votre robot (Suite...)

  • Traitement distribué de grands ensembles de données
  • Coexistence et fertilisation croisée du Big Data et de la robotique
  • Le robot en tant que générateur de données
    • Capteurs de mesure de distance, position, visuels, tactiles et autres modalités
  • Donner du sens aux données sensorielles (boucle sens-plan-acte)
  • Exercice : Capture de données en flux continu

Programmation d'un robot autonome d'apprentissage profond

  • Composants du robot d'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 d'apprentissage profond (Suite...)

  • Reconnaissance d'objets dans des photographies ou des 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 donner du sens aux données

Déploiement d'un robot

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

Sécurisation de votre robot

  • Prévention des modifications non autorisées
  • Prévention des pirates visant à voir et voler des données sensibles

Construction collaborative d'un robot

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

Perspectives futures pour les robots dans les domaines des sciences et de l'énergie

Résumé et conclusion

Pré requis

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

Audience

  • Développeurs
  • Ingénieurs
  • Scientifiques
  • Techniciens
 120 Heures

Nombre de participants


Prix par participant

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