Transport coopératif d'un objet par deux robots humanoïdes dans un environnement encombré

Il y a présentement de la demande dans plusieurs milieux cherchant à utiliser des robots afin d'accomplir des tâches complexes, par exemple l'industrie de la construction désire des travailleurs pouvant travailler 24/7 ou encore effectuer des operation de sauvetage dans des zones compromises et dangereuses pour l'humain. Dans ces situations, il devient très important de pouvoir transporter des charges dans des environnements encombrés. Bien que ces dernières années il y a eu quelques études destinées à la navigation de robots dans ce type d'environnements, seulement quelques-unes d'entre elles ont abordé le problème de robots pouvant naviguer en déplaçant un objet volumineux ou lourd. Ceci est particulièrement utile pour transporter des charges ayant de poids et de formes variables, sans avoir à modifier physiquement le robot. Un robot humanoïde est une des plateformes disponibles afin d'effectuer efficacement ce type de transport. Celui-ci a, entre autres, l'avantage d'avoir des bras et ils peuvent donc les utiliser afin de manipuler précisément les objets à transporter. Dans ce mémoire de maîtrise, deux différentes techniques sont présentées. Dans la première partie, nous présentons un système inspiré par l'utilisation répandue de chariots de fortune par les humains. Celle-ci répond au problème d'un robot humanoïde naviguant dans un environnement encombré tout en déplaçant une charge lourde qui se trouve sur un chariot de fortune. Nous présentons un système de navigation complet, de la construction incrémentale d'une carte de l'environnement et du calcul des trajectoires sans collision à la commande pour exécuter ces trajectoires. Les principaux points présentés sont : 1) le contrôle de tout le corps permettant au robot humanoïde d'utiliser ses mains et ses bras pour contrôler les mouvements du système à chariot (par exemple, lors de virages serrés) ; 2) une approche sans capteur pour automatiquement sélectionner le jeu approprié de primitives en fonction du poids de la charge ; 3) un algorithme de planification de mouvement qui génère une trajectoire sans collisions en utilisant le jeu de primitive approprié et la carte construite de l'environnement ; 4) une technique de filtrage efficace permettant d'ignorer le chariot et le poids situés dans le champ de vue du robot tout en améliorant les performances générales des algorithmes de SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) défini ; et 5) un processus continu et cohérent d'odométrie formés en fusionnant les informations visuelles et celles de l'odométrie du robot. Finalement, nous présentons des expériences menées sur un robot Nao, équipé d'un capteur RGB-D monté sur sa tête, poussant un chariot avec différentes masses. Nos expériences montrent que la charge utile peut être significativement augmentée sans changer physiquement le robot, et donc qu'il est possible d'augmenter la capacité du robot humanoïde dans des situations réelles. Dans la seconde partie, nous abordons le problème de faire naviguer deux robots humanoïdes dans un environnement encombré tout en transportant un très grand objet qui ne peut tout simplement pas être déplacé par un seul robot. Dans cette partie, plusieurs algorithmes et concepts présentés dans la partie précédente sont réutilisés et modifiés afin de convenir à un système comportant deux robot humanoides. Entre autres, nous avons un algorithme de planification de mouvement multi-robots utilisant un espace d'états à faible dimension afin de trouver une trajectoire sans obstacle en utilisant la carte construite de l'environnement, ainsi qu'un contrôle en temps réel efficace de tout le corps pour contrôler les mouvements du système robot-objet-robot en boucle fermée. Aussi, plusieurs systèmes ont été ajoutés, tels que la synchronisation utilisant le décalage relatif des robots, la projection des robots sur la base de leur position des mains ainsi que l'erreur de rétroaction visuelle calculée à partir de la caméra frontale du robot. Encore une fois, nous présentons des expériences faites sur des robots Nao équipés de capteurs RGB-D montés sur leurs têtes, se déplaçant avec un objet tout en contournant d'obstacles. Nos expériences montrent qu'un objet de taille non négligeable peut être transporté sans changer physiquement le robot.

Recherche-action visant le développement de compétences professionnelles de nouveaux conseillers pédagogiques engagés dans une commission scolaire québécoise.

Le présent essai a pour principal objet le développement de compétences professionnelles de nouveaux conseillers pédagogiques exerçant leur fonction dans une commission scolaire québécoise. La problématique à l'origine de cette recherche est issue tout d'abord de l'expérience de transition professionnelle de la chercheuse alors qu'elle passait d'une fonction d'enseignante à une fonction de conseillère pédagogique, puis de ses constats lors de l'arrivée massive de nouveaux conseillers pédagogiques dans son organisation l'année suivante. Pour pallier certaines difficultés rencontrées lors de leurs premières années d'entrée en fonction, la chercheuse et ses collègues ont mis en oeuvre une recherche-action. À la suite des convergences relevées lors d'entretiens individuels auprès de chaque nouveau conseiller pédagogique, avant d'entreprendre le projet, les participants à la recherche-action ont formulé les trois objectifs de recherche suivants : Permettre aux nouveaux conseillers pédagogiques de notre commission scolaire de vivre une démarche d'accompagnement, laquelle est transférable dans leur rôle d'accompagnateur ; permettre aux nouveaux conseillers pédagogiques de notre commission scolaire de poursuivre le développement de certaines compétences professionnelles dans le cadre de leur nouvelle fonction en éducation ; concevoir une trousse d'accueil contenant des outils permettant aux nouveaux conseillers pédagogiques de développer des connaissances et des démarches inhérentes aux compétences professionnelles qu'ils ont à développer. Cette recherche-action s'est échelonnée sur une année scolaire. La chercheuse et ses collègues se sont rencontrés huit fois au cours de l'année scolaire 2007-2008. La majorité des rencontres étaient ponctuées d'échanges sur la pratique d'accompagnement et de temps pour la conception de la trousse d'accueil pour les nouveaux conseillers pédagogiques. La recherche-action visait au développement des compétences professionnelles suivantes : agir en tant que professionnelle ou professionnel héritier, critique et interprète d'objets de savoirs ou de culture dans l'exercice de ses fonctions; adapter ses interventions aux besoins et caractéristiques des participants lors de situations de formation ou d'accompagnement; planifier et gérer son emploi du temps en fonction des dossiers confiés et des priorités ciblées. Ces compétences ont été adaptées à partir du référentiel des douze compétences professionnelles à l'enseignement. Pour développer ces compétences, les conseillers pédagogiques se sont donnné divers moyens tels : faire des lectures, expérimenter une démarche d'accompagnement auprès d'enseignants ciblés, échanger sur leurs pratiques d'accompagnement lors des rencontres de recherche-action, concevoir la trousse d'accueil pour les nouveaux CP, concevoir des outils, suivre une formation sur la gestion du temps. De plus, ils ont pu être accompagnés par la chercheuse, car cette dernière avait comme mandat de leur faire vivre une démarche d'accompagnement. Tout au long de la démarche, la chercheuse a gardé des traces des travaux de son équipe : questionnaires utilisés lors des rencontres individuelles, enregistrement lors des échanges portant sur l'accompagnement, ordre du jour et comptes rendus des rencontres et outils produits et utilisés par les membres de l'équipe. À la fin de l'année scolaire, les CP impliqués dans la recherche-action ont fait la diffusion de leurs travaux à l'ensemble de l'équipe des services éducatifs de leur commission scolaire. Voici leurs principales conclusions. Tout d'abord, ils ont mentionné l'importance de prévoir des dispositifs d'accueil formels lors de l'arrivée de nouveaux conseillers pédagogiques. La trousse d'accueil s'avère un moyen pertinent pour permettre à ces derniers d'accéder facilement à toutes les informations inhérentes à leur nouvelle fonction. Ils ont souligné l'importance d'être accompagnés par leur supérieur lors d'une transition professionnelle. La recherche confirme qu'il ne va pas de soi de passer d'une fonction d'enseignant à une fonction de conseiller pédagogique. Ces rencontres d'accompagnement peuvent être envisagées selon différentes modalités : rencontres individuelles, pairage avec un mentor, rencontres collectives portant sur la pratique professionnelle et le développement de compétences, etc. De plus, les nouveaux conseillers pédagogiques ont formulé un besoin de soutien pour la gestion du temps ainsi que pour prioriser les actions associées aux différents dossiers. La formation sur la gestion du temps s'est avérée fort pertinente et les participants ont recommandé de prévoir une formation de ce genre pour les nouveaux conseillers pédagogiques, lors de leur première année d'entrée en fonction. Tout d'abord, l'originalité de notre projet de recherche est qu'il s'intéresse à une réalité très peu documentée à ce jour dans le domaine de l'éducation. La transition professionnelle d'enseignants accédant à un poste de conseiller pédagogique est une voie nouvelle à explorer. De plus, la réalisation de cette recherche-action a permis à une équipe de nouveaux conseillers pédagogiques de se donner un certain pouvoir d'action par rapport à une situation qui les concernait et les préoccupait passablement. Enfin, on peut aussi considérer que les constats effectués par cette équipe, la production de leur trousse d'accueil et les recommandations effectuées auprès de leurs supérieurs, auront un impact auprès de la communauté éducative élargie. En effet, d'autres milieux peuvent s'inspirer de l'expérience de cette équipe pour initier un projet semblable, utiliser la trousse d'accueil et la transformer en fonction des besoins particuliers. De plus, cette recherche-action s'est avérée être une démarche d'accompagnement accessible pour encadrer les nouveaux conseillers pédagogiques afin qu'ils puissent poursuivre le développement de leurs compétences professionnelles. La présentation des résultats au chapitre 4 illustre chaque étape du processus et nous pouvons supposer qu'il serait possible de s'y référer pour guider des actions de nature semblable dans les différentes commissions scolaires du Québec.