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Innovation


Les smartphones au cœur des nouveaux objets connectés

<p>Les smartphones au cœur</p>
<p>des nouveaux objets</p>
<p>connectés</p>

Dès l’apparition des smartphones, les acteurs du monde de l’électronique et de la robotique ont pressenti l’apport que ces terminaux représentaient pour leurs disciplines. En effet, en tant qu’appareil communiquant, les smartphones peuvent se substituer aux outils de pilotage et de contrôle à distance d’autres machines. Les acteurs du monde de la robotique ont aussi tiré parti des nombreux capteurs qui équipent les smartphones (accéléromètre, boussole, GPS, micro, appareil photo et caméra) pour recueillir des informations ou faciliter le pilotage des machines. Désormais d’autres voies de recherche sont désormais envisagées comme l’utilisation des smartphones en tant que «cerveaux» incorporés des nouvelles générations de robots. À terme c’est la connexion entre les terminaux mobiles et les machines de notre quotidien que préparent les spécialistes de la robotique connectée.


La robotique s’empare des smartphones

Les premières réalisations de robots connectés aux smartphones remontent à l’année 2008. Elles sont issues de l’association Battlebricks qui organise des combats de robots construits à partir de Lego (Vidéo). Dans le prolongement des travaux menés par Sony sur les interactions «émotionnelles» au sein du Digital Creature Laboratory, de nouvelles générations de robot ont intégré les smartphones comme vecteur d’interaction avec leurs utilisateurs. En 2009, le projet Robochan a permis d'associer un iPhone à une base de robot Kondo KHR-2HV. Le smartphone intégré au robot permet de faire varier ses expressions, interagir avec l’utilisateur, apprendre et reproduire ses gestes… (Vidéo). L’année 2010 aura été marquée par l’utilisation par les roboticiens des terminaux Android. Deux sociétés de robotique, RT Corporation et Brillante Service, ont mis au point le robot « RIC Android »(Vidéo).
Dans le même temps, la société Orbotix a mis au point Sphero, une petite balle de 74mm, rechargeable par induction et dirigeable à partir de smartphones ou tablettes. Elle peut changer de direction, de vitesse et de couleur (Vidéo). L’ouverture des interfaces de programmation (API) de Sphero devrait permettre aux développeurs d’imaginer de nouveaux usages pour cet objet (Source : Le Monde Numérique).

Une autre réalisation, le CubStormer II, préfigure les nouvelles générations de machines qui pourraient interagir avec notre environnement quotidien. Ce robot a été conçu spécifiquement pour résoudre le Rubik’s Cube. Son intelligence réside dans un smartphone sous Android. Ses « muscles » sont formés des pinces qui lui permettent de mettre en pratique la solution issue des algorithmes mathématiques présents dans une application spécifique (Vidéo). Le smartphone utilise la caméra du téléphone pour capturer des images de chacune des faces du cube et l’application pilote alors les moteurs des différentes pinces pour résoudre le casse-tête (Source : Singularity Web). 


La robotique rencontre la réalité augmentée : l’AR.Drone de Parrot

L’un des réalisations robotiques les plus innovantes de ces dernières années est l’AR.Drone de la société française Parrot. Ce quadricoptère pilotable par smartphone embarque une série de capteurs qui n’était jusqu’alors rassemblés que sur des drones industriels ou militaires. Ainsi, en plus des caméras frontales et verticales, il embarque un gyroscope, un accéléromètre et un altimètre à ultrason. Plutôt que d’envisager le smartphone uniquement comme instrument de pilotage, la société Parrot a souhaité en faire une plateforme de jeux vidéo en réalité augmentée. Ainsi, en mélangeant les images issues des caméras présentes sur l’AR.Drone et des images de synthèses qui créées sur le smartphone il devient possible d’élaborer des jeux de combats ou de simulation. Il est à noter que l’AR.Drone a été remarqué par la revue du MIT comme l’une des 3 innovations clés de l’année 2010. 


Vers de nouveaux environnements de développement

À mesure que les développeurs se sont emparés des smartphones connectés à des machines, il leur est devenu nécessaire d’établir des plateformes communes pour le développement. Ainsi, la société américaine Willow Garage, à l'origine du robot PR2, a mis au point un système d'exploitation pour contrôler les robots : Robot Operating System (ROS). ROS est sous licence open source et est utilisé par plusieurs fabricants de robots comme Robotino. La nouvelle version de ROS s’exécute désormais directement sur Android : tout robot compatible ROS (y compris les robots basés sur Arduino) peut ainsi être contrôlé via un téléphone sous Android. (Source : Robotshop) La société Google, de son côté, a mis au point ROSjava, un méta-système d’exploitation Open Source qui permet de contrôler un robot utilisant ROS.


La rencontre du smartphone et de l’«open hardware»

L’étape suivante de la création de ces objets correspondra à la diversification des modes de fabrication des machines qui pourront interagir avec notre environnement. Une convergence est ainsi en train de s’opérer entre les univers du smartphone et celui du «matériel libre » («open hardware» ou «hackable device »). Le «matériel libre»  désigne les équipements électroniques (ordinateurs, contrôleurs) développés selon des principes inspirés du logiciel libre et qui visent à garantir à l'utilisateur la possibilité d'utiliser, de modifier, de faire évoluer et de redistribuer ces matériels sans aucune restriction imposée par ses concepteurs. Autour de l’open hardware s’est créée une véritable communauté, qui réunit des ingénieurs, des designers indépendants mais aussi des entreprises. Des matériels libres ont ainsi été conçus (et parfois commercialisés) dans des domaines aussi différents que la production d’énergie, l’électroménager, l’équipement médical, l’aérospatial ainsi que la robotique.

Parmi les projets d’Open Hardware, Arduino est aujourd’hui l’un les plus avancés. Arduino est une carte (un circuit imprimé) sur laquelle se trouve un microcontrôleur (calculateur) qui peut être programmé pour créer des objets indépendants, reliés à des capteurs : petits robots, contrôle d’appareils domestiques ou professionnels. Arduino a été conçu par des enseignants et designers italiens. Le faible coût de cette plateforme et son approche open source ont permis d’attirer une communauté très active. (Vidéo). Arduino est aujourd’hui utilisé par des milliers d’artistes, ingénieurs et designers dans le monde. 300 000 exemplaires de ses différentes versions ont été vendus. (Source : InternetActu). Le couplage d’Arduino et du smartphone a été amorcé par Google avec la mise au point d'un kit de développement pour Android basé sur Arduino : l’ADK (Accessory Development Kit). (Source : Robotshop).

 

Des smartphones dans l'espace

Le couplage robot-smartphone pourrait concerner, à terme, beaucoup d’autres domaines d’applications que les jeux ou les loisirs. Ainsi, pour ses missions dans l’espace, la NASA prévoit, que les astronautes seront assistés de robots capables de les soulager d’un certain nombre de tâches. Ces robots devront être contrôlés par les astronautes eux-mêmes et non pilotés à distance par les ingénieurs de la NASA depuis la terre. Une première génération de robots destinés à être utilisé dans l’espace a été mise au point, au MIT. Ces satellites expérimentaux de maintien de position, d’engagement et de réorientation mesurent 20 centimètres de diamètre pour un poids de 3,5 kilos et sont capables de se déplacer en apesanteur en éjectant du gaz carbonique. Pour rendre ces robots pleinement fonctionnels, la NASA a fait le choix de les équiper d’un smartphone sous Android. Dotés, grâce au smartphone, d’une caméra, d’un accéléromètre et de divers capteurs, ces robots pourront contrôler leurs mouvements, effectuer les mesures, communiquer avec les astronautes pour exécuter des opérations (Source : NASA).


Vers des objets quotidiens connectés aux smartphones

Parallèlement aux consoles de jeux qui ont vu leurs interfaces évoluer à mesure qu’elles se connectaient à de nouveaux capteurs (Kinect, Playstation Move, Wii Fit), les smartphones ont inspiré la création de nouveaux objets connectés. Là encore, parmi les premiers produits « non ludiques » figuraient des objets liés au domaine forme/santé. Ainsi, la société française Withings s’est ainsi progressivement spécialisée dans les objets connectés permettant un meilleur suivi des paramètres médicaux ou physiologiques des utilisateurs. Tout d’abord avec une balance connectée (WiScale) puis un tensiomètre qui transmet ses résultats au smartphone.

Un autre exemple de nouvelles machines qui interagiront avec les accessoires domestiques est le thermostat intelligent de la société Nest. En plus d’être pilotable à distance par smartphone ou tablette, il intègre les informations issues des capteurs présents dans les différentes pièces et modélise les réglages en fonction des habitudes de consommation de son utilisateur pour économiser l’énergie.

 

Voir aussi :

Les robots de la Nasa bientôt équipés de smartphones

Les lois de la robotique d’Asimov transposées aux smartphones

Pilotage mobile à longue distance d’un drone

 

Crédit photo : Parrot AR.Drone