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cz tY Coupe de France de Robotique 2019 – ESTIA SYSTEM

Coupe de France de Robotique 2019

Présentation de la coupe

Chaque année, au mois de Mai, la petite ville de La-Roche-Sur-Yon est le cadre d’un fourmillement frénétique de quelques jours, où « des drôles de gens travaillent sur des machins avec pleins de fils qui bougent sur des grandes tables. » Ce témoignage poignant de Billy, 29 ans (personnage fictif, NDLR), nous donne un aperçu d’un des grands rendez-vous annuels de tout roboticien, initié comme vétéran : la Coupe de France de Robotique (CFR pour les intimes), également appelée plus sobrement Coupe de Robotique (CDR pour les intimes, aussi).

Dans cet évènement, chaque équipe participante prépare pendant un an (8 mois pour être précis), un, voire deux robots, qui devront évoluer sur une arène dont la topologie est communiquée au mois d’Octobre précédent. Le jour J, ils reproduisent alors, tous seuls, comme des grands, le travail développé pendant les mois passés par leur équipe, en compétition avec les robots d’autres équipes. L’équipe dont le robot a les meilleures performances, mesurées par des points accordés pour des actions précises, définies dans le règlement, monte alors dans le classement.

Cette année, la CFR a rassemblé pas moins de 129 équipes homologuées, parmi lesquelles notre chère équipe d’ESTIA SYSTEM (ES pour les… bon vous me suivez).

Présentation de l’équipe

ESTIA SYSTEM, l’équipe de la CFR, a, cette année encore, recruté ses membres parmi les adhérents… d’ESTIA SYTEM, association de robotique de l’ESTIA. En effet, la compétition correspond exactement au domaine d’activité de l’association, qui cherche à développer les compétences en mécatronique et algorithmique de toute personne souscrivant à son adhésion.

L’équipe ESTIA SYSTEM 2019 à la Roche-sur-Yon, c’est huit personnes déterminées, j’ai nommé :

Team ESTIA SYSTEM CFR 2019 ROBOTS KUBOTS

La Team ESTIA SYSTEM à la CFR 2019 avec les ROBOTS KUBOTS

  • Aymeric JACQ, étudiant en 3ème année du Cycle Ingénieur (dans le jargon, on appelle ça un ESTIA 2019) ;
  • Colin BARANGER, étudiant en 1ère année du même Cycle (ou ESTIA 2021) ; également, président de l’association ESTIA SYSTEM depuis la passation de bureau en Janvier 2019 (Aouh ! Aouh !) ; il restera tout de même un membre comme les autres au sein de l’équipe pendant le projet ;
  • Adrien G., étudiant en 2ème année (ESTIA 2020 ; vous suivez ?) ; vice-président de l’association, mais même qualité de sous-fifre que Colin dans le projet (Aouh ?) ;
  • Alexandre GARCIA, ESTIA 2021 ; Trésorier, Responsable machine, aura bossé sur 3 aspects différents du projet ;
  • Alice GARUET-LEMPIROU, autre ESTIA 2021 ; Responsable 5S, entre autres ;
  • Valentine GAU, ESTIA 2020 ; a fait d’une pierre deux coups en intégrant l’élément du robot dont elle s’occupait (le bras robotisé) à son projet de 2ème année.
  • Thibault MARTIN, ESTIA 2019 ; notamment connu au sein de l’équipe pour son autre projet : un robot-cocktail ;
  • Jonathan QUILLES, ESTIA 2015 ; légende vivante, dieu de la robotique pour l’asso, administrateur de Robot-Maker et Vigibot, pilier central de l’équipe ; coach de l’équipe, il aura apporté ses lumières sur TOUS les aspects du robot.

Huit personnes ? HA ! Vous croyiez vraiment que c’était tout ? L’équipe de la CFR 2019, c’est bien plus que ça. Si les huit éléments cités ci-dessus sont ceux qui étaient présents durant l’évènement à proprement parler, ESTIA SYSTEM a également pu profiter des talents et de l’énergie de bien d’autres personnes tout au long de l’année, telles que :

  • Flavien DUMAS, ESTIA 2020 ; pile électrique, électron libre incontrôlable, mais (étonnamment) efficace ;
  • Robin MOUNEU, ESTIA 2020 lui aussi ; certains bossaient sur trois aspects du projet à la fois, lui bossait sur deux autres projets complets en plus de celui-ci, et a pourtant apporté une contribution loin d’être négligeable ;
  • Raphaël OLLANDO, ESTIA 2020 ; frère spirituel de Robin, a effectué autant de projets que lui (voire plus, on sait plus, on a perdu le compte) ;
  • Victor LACABANNE, ESTIA 2020 ; qui tout comme Valentine en a fait son projet de 2ème année ;
  • Ambroise CONTINI, ESTIA 2021 ; émetteur utopiste de l’idée d’un robot ramasseur-trieur-distributeur-machine à café-fer à repasser, qui a étrangement été mise de côté.

Tous ces éléments ont donné vie à l’équipe ESTIA SYSTEM. Mais cette équipe, qu’a-t-elle donc fait durant cette année ?

Le projet : Développement

Par une belle pause-déjeuner d’automne, les mains des volontaires se levaient l’une après l’autre. Quelques minutes plus tard, l’équipe de la CFR 2019 ESTIA SYSTEM était au complet. S’en est suivie la prise de connaissance du règlement 2019 de la Coupe, dans lequel l’équipe a relevé l’environnement dans lequel allait évoluer le robot, les objectifs et les contraintes. Suite à cela, tous ont, semaine après semaine, cherché (et parfois trouvé) des solutions pour la base du robot à développer, son mode de déplacement, les outils de préhension, ou encore la localisation. La petite particularité de l’année, c’est qu’il fallait également développer une expérience en parallèle du robot, qui devait poursuivre son propre objectif.

Bon c’est bien beau de parler, maintenant il faut mettre la main à la pâte ! Une reproduction taille nature de l’arène pour faire répéter le robot ? Pas de problème ! On scie, on visse, on colle, et après un dur labeur, la voici !

 
Table ESTIA SYSTEM CFR 2019

La table reproduite par la Team ESTIA SYSTEM pour la CFR 2019

N’oublions pas les palets, objectifs primaires de notre robot.

Table ESTIA SYSTEM CFR 2019

La table reproduite par la Team ESTIA SYSTEM pour la CFR 2019, avec les palets

                À présent, procédons dans l’ordre : du bas vers le haut du robot : la base : un, deux plateaux en alu découpé et foré, en forme de croix. Merci qui ? Merci (BEAUCOUP) UCN Gard !

Ensuite, des roues Mecanum, multi-directionnelles, qui vont donner une mobilité plus qu’intéressante à la machine. Ces roues seront alimentées par des moteurs, fournis gracieusement par FaulHaber.

Plus haut, un bras robotisé avec une superbe pince, tirée des idées du forum de Robot-Maker ; trois segments, une douzaine de centimètres d’ouverture de pince, et une caméra PIXY, capable de reconnaître les formes et les couleurs, don généreux de GoTronic. Si c’est pas beau ça ?

En parlant de GoTronic, c’est toujours leur prodigalité qui nous a permis d’équiper notre robot en composants électroniques, notamment les cartes Arduino qui sont au centre de l’intelligence dans la machine.

Pour la localisation, nous obtenons un LIDAR, système de repérage Laser, un petit bijou de technologie, offert par SICK (non, non, ils se portent très bien, n’essayez pas).

Enfin, une partie du projet à part du robot, mais source de beaucoup de points potentiels lors de la Coupe : l’expérience. Ici, place à l’originalité ! Nous assemblons un petit jouet en Lego qui a la particularité de pouvoir grimper le long d’une ficelle sans avoir de moteur embarqué ! L’idée nous est, elle aussi, venue depuis les forums de Robot-Maker.

                Tout ce travail aboutit dans un robot de forme globalement cubique, capable de déplacements latéraux, de localisation, et bien entendu de préhension des palets (ou autres objets de six centimètres d’envergure, parfaitement absents de l’environnement nominal). Il est conçu pour embarquer les palets un à un à son bord, quand bien même ceux-ci se présentent à plat ou sur la tranche. À l’allumage, un signal émis déclenche la mise en route de l’expérience.

Grâce à sa caméra Pixy, le robot est en mesure de reconnaître les palets, et de les charger grâce à sa pince sur son châssis, pour pouvoir ensuite les déposer suivant ce qui est le plus approprié. Qu’est-ce qui est le plus approprié, vous demandez-vous ? Pas d’inquiétude ! Nous allons couvrir quelques stratégies possibles plus loin. Grâce à ses multiples axes de rotation, la pince est en mesure d’attraper des palets posés à plats autant que sur la tranche.

Le Lidar embarqué permet à la machine de se faire une idée de son environnement, et notamment de la position des autres robots présents sur l’arène, qu’il faut à tout prix éviter de percuter (restons civils !).

Tant de capacités, si peu de temps ! 90 secondes par match pour être précis ! Il va falloir optimiser, et décider de la meilleure ligne d’action à entreprendre pour marquer un maximum de points. Durant les dernières semaines avant la grande épreuve, l’équipe relève quelques points notables :

  • Les palets bleus sont rentabilisés au mieux lorsqu’ils sont déposés dans la balance (12 points par palet). Cela vaut aussi pour l’atome spécial (le Goldenium).
  • Les palets rouges et verts rapportent leur maximum de points lorsqu’ils sont envoyés dans l’accélérateur de particules, MAIS (le twist !) il n’y a de la place que pour dix palets à l’intérieur ; l’optimum serait de remplir l’accélérateur avec les huit palets rouges et deux palets verts.
  • Il y a des espaces de stockage de palets communs, y compris du côté de la partie adverse. Il y a donc possibilité d’aller rafler des palets à la barbe et au nez de l’autre robot.
  • L’expérience allumée, déclenchée et arrivant à son but rapporte un total de 40 points, ce qui est très appréciable.

Tout ça nous met des étoiles dans les yeux, mais il faut quand même être modestes, et prendre en compte le fait que tout le monde a ses limites, y compris le robot d’ESTIA SYSTEM (même lui, et oui, je sais, c’est triste). Mais ce n’est pas grave ! Une des règles les plus particulières de la CFR cette année, est que l’on peut gagner des points bonus en pariant sur le nombre de points totalisés par le robot lors du match à venir ; plus le pari est proche du résultat, plus le bonus est grand ! Il suffit donc de mettre en place la séquence d’actions la plus performante atteignable par notre machine, puis parier au mieux sur les points remportés dans le temps imparti.

Robot Team ESTIA SYSTEM CFR 2019 Rush

Le robot de la Team ESTIA SYSTEM lors du rush final

Et les derniers jours se passent, on assemble, on teste, on corrige, on réessaie. Les nuits s’enchaînent (« Bonne nuit Colin ! Bonne nuit Jo ! Il est 23h40, ne vous couchez pas trop tard !» Ambroise, naïf, 2 jours avant le début de la CDR).

La Coupe, Jours J

 

Comment ça un partiel de maths le Mercredi après-midi ? Il va attendre ! Départ à midi pour la Roche-sur-Yon ! S’ensuivent de longues heures de route (la Vendée, depuis le Pays Basque, c’est loin !) au bout desquelles notre équipe s’enregistre à l’accueil de la compétition, pour ensuite profiter d’une bonne nuit de repos… ou pas ! Y’a toujours du boulot à faire sur le robot, et il faut s’assurer notamment qu’il soit en mesure de passer l’homologation du lendemain après le voyage.

Team ESTIA SYSTEM CFR 2019 ROBOTS KUBOTS

La Team ESTIA SYSTEM à la CFR 2019 avec les ROBOTS KUBOTS

Après l’homologation, ô joie ! C’est l’heure du duel ! Les matchs sont hauts en couleurs, chacun avec son lot de surprises (« Et… euuuuh, c’est quoi ce truc sur l’arène ? C’était là avant, ou – Ah mais c’est la roue ! C’est pour ça qu’il bouge plus bien, le robot ! » Dialogue reconstitué de l’équipe d’ES, lors du 3ème match). Parmi les faits divers, l’équipe tombe notamment victime de l’emploi d’armement électronique de la part de l’équipe adverse, au 4ème match, qui interfère avec le signal de lancement de l’expérience (ils ont dit que c’était leur système de localisation, et que ça s’appelle des « ultrasons », mais nous sachons…).

L’équipe parvient à faire une percée à la 56ème place sur 129 équipes homologuées lors du premier match, ce qui montre un grand potentiel des machines mises en œuvre ; à la fin de l’évènement, malgré les divers hics rencontrés, elle aura défendu bec et ongles (ou pince et roues, c’est vous qui voyez) sa 106ème place.

En plus des matchs à proprement parler, la Coupe est l’occasion pour notre équipe de rencontrer d’autres gens partageant leur passion pour la mécatronique, le code, et les rafistolages de dernière minute. Échanges de codes, emprunts d’outils, de pièces mineures… Dire que l’esprit de l’évènement est bon enfant constituerait un euphémisme. Sont organisées diverses activités en parallèle des matchs, qui ajoutent à l’ambiance joyeuse et toute pleine de diodes et de transistors propre à la robotique.

Après les derniers matchs, poignées de mains, et restos, vient malheureusement la fin de l’évènement (snif…), le rangement du matériel et enfin, le retour à la maison.

Conclusion

Au bout du compte, la Coupe de France de Robotique pour ESTIA SYSTEM, ça aura été 8 mois de travail, d’erreurs (ce qui ne nous tue pas…), de corrections (…nous rend plus fort !), une source intarissable d’apprentissage des subtilités de la mécatronique, et de la logique impitoyable de l’informatique (« La machine fait ce que tu lui demandes, pas ce que tu veux » – Adage ancestral de l’informaticien).

Malgré les retards pris au cours du projet, chacun a pu aboutir à un résultat concret, tant pour le bras et la pince (Valentine et Victor, pour leur projet de 2ème année, Alexandre, Colin, ), que pour les roues (Aymeric, Robin, Alexandre, Colin) l’expérience (Alice, Ambroise, et Alexandre), l’électronique (Thibault, Raph) et la localisation (Flavien, Aymeric, Adrien).

Toute l’équipe est reconnaissante envers les partenaires d’ESTIA SYSTEM pour le projet, sans lesquels il n’y aurait eu tout simplement aucune possibilité de participer à un tel évènement ! Voici quelques contacts et liens utiles :

U.C.N. Gard (Mécanique de précision) : 04 66 30 46 50;

GoTronic (Composants électroniques) : https://www.gotronic.fr/ ;

RS Components (Composants électroniques et mécaniques) : https://fr.rs-online.com/web/ ;

FaulHaber (Motorisation) : https://www.faulhaber.com/fr/page-daccueil/ ;

SICK (Capteurs et Senseurs) : https://www.sick.com/fr/fr/ ;

FilImprimante3D (Tout est dans le titre) : https://www.filimprimante3d.fr/ ;

Robot-Maker (Composants de robotique & Forum) : https://www.robot-maker.com/ ;

Nous vous souhaitons à toutes et à tous un agréable été, et à l’année prochaine pour une nouvelle édition !

A.C.

Robot Team ESTIA SYSTEM CFR 2019

Le robot de la Team ESTIA SYSTEM pour la CFR 2019

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