Webots

Webots est un simulateur open-source de robotique. Il est utilisé dans l'industrie, dans la recherche et éducation.

Webots

Robot E-puck dans Webots
Informations
Créateur Olivier Michel
Développé par Cyberbotics Ltd.
Première version
Dernière version R2022a ()
Dépôt GitHub
Écrit en C++
Environnement Windows 10 et 8 64 bits, Linux 64 bits, Mac OS X 10.14 et 10.13
Type Suite robotique
Licence Apache 2.0
Site web Site web de Cyberbotics

Le projet Webots a commencé en 1996, initialement développé par le Dr Olivier Michel à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) à Lausanne, en Suisse. Depuis décembre 2018, Webots distribué en open-source sous licence Apache 2.0[1].

Webots utilise la bibliothèque ODE (Open Dynamics Engine) pour détecter des collisions et simuler la dynamique des corps rigides et des fluides. La bibliothèque ODE permet de simuler avec précision les propriétés physiques des objets tels que la vitesse, l'inertie et le frottement.

Une large collection de modèles de robots librement modifiables est disponible avec le logiciel. En outre, il est également possible de construire de nouveaux modèles à partir de zéro. Lors de la conception d'un modèle de robot, l'utilisateur spécifie à la fois les propriétés graphiques et les propriétés physiques des objets. Les propriétés graphiques comprennent la forme, les dimensions, la position et l'orientation, les couleurs et la texture de l'objet. Les propriétés physiques comprennent la masse, le facteur de friction, ainsi que les constantes de ressort et d'amortissement.

Webots comporte un ensemble de capteurs et d'actionneurs fréquemment utilisés dans des expériences robotiques, par exemple capteurs de proximité, capteurs de lumière, capteurs tactiles, GPS, accéléromètres, des caméras, des émetteurs et des récepteurs, des servomoteurs (rotation et linéaire), des capteurs de position et de force, des LED, des pinces, des gyroscopes, des compas, etc.

Les programmes de contrôle du robot peuvent être écrites en C, C++, Java, Python et MATLAB au travers d'une API simple et complète.

Webots offre la possibilité de prendre des captures d'écran PNG et d'enregistrer les simulations sous la forme de films MPEG (Mac / Linux) ou AVI (Windows) films. Webots mondes sont stockés dans multiplate-forme. WBT fichiers dont le format est basé sur le langage VRML. Il est également possible d'importer et d'exporter des mondes Webots ou des objets dans le format VRML. Une autre caractéristique intéressante est que l'utilisateur peut interagir avec une simulation en cours à tout moment. Il a ainsi la possibilité de déplacer les robots et d'autres objets avec la souris. Une simulation peut être envoyé sur des navigateurs Web clients.

Webots est utilisé dans plusieurs concours de programmation en ligne de robots. La compétition Robotstadium est une simulation de la RoboCup Standard Platform League. Dans cette simulation, deux équipes de Nao jouent au football avec des règles similaires au football classique. Les robots utilisent des caméras simulées, des capteurs ultrasons et de pression. Dans le concours Rat's Life (La vie du Rat) « http://www.ratslife.org/ »(Archive.org • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) deux robots E-Puck simulés robots entrent en compétition pour les ressources énergétiques dans une labyrinthe construit en Lego. Les matchs se pratiquent tous les jours et les résultats peuvent être observés dans des vidéos en ligne.

Simulation d'un iRobot créé dans Webots
Simulation d'un Robotis DARwIn-OP dans Webots
Simulation d'un Pioneer 3-AT (Adept Mobile Robots) doté d'un télémètre laser SICK LMS 291 dans Webots

Interface Web

Depuis le 18 août 2017, https://robotbenchmark.net offre un accès en ligne et gratuitement à une série de benchmarks basés sur des simulations de Webots à travers l'interface web de Webots. Des instances de Webots sont exécutés sur le cloud et l'utilisateur peut les voir et interagir avec celles-ci grâce à son navigateur internet. Les utilisateurs peuvent programmer des robots célèbres en Python et y apprendre les bases de la robotique.

Simulation d'un Pioneer 3-DX (Adept Mobile Robots) dans Webots

Exemple de programmation du contrôleur

Voici un exemple simple de programmation en C/C++ du contrôleur avec Webots : un comportement trivial d'évitement de collision. Au départ, le robot se dirige en avant, puis quand un obstacle est détecté, il tourne autour de lui pendant un moment, puis reprend le mouvement en avant.

#include <webots/robot.h>
#include <webots/differential_wheels.h>
#include <webots/distance_sensor.h>

#define TIME_STEP 64

int main() {
  // initialize Webots
  wb_robot_init();

  // get handle and enable distance sensor
  WbDeviceTag ds = wb_robot_get_device("ds");
  wb_distance_sensor_enable(ds, TIME_STEP);

  // control loop
  while (1) {
    // read sensors
    double v = wb_distance_sensor_get_value(ds);

    // if obstacle detected
    if (v > 512) {
      // turn around
      wb_differential_wheels_set_speed(-600, 600);
    }
    else {
      // go straight
      wb_differential_wheels_set_speed(600, 600);
    }
    
    // run a simulation step
    wb_robot_step(TIME_STEP);
  }

  return 0;
}

Principaux domaines d'application

Modèles de robots inclus
  • Aibo ERS7 and ERS210[8], Sony Corporation
  • Robotis Bioloid (en)
  • Boe-Bot
  • DARwIn-OP, Robotis
  • E-Puck
  • Hemisson
  • HOAP-2, Fujitsu Limited
  • iCub, RobotCub Consortium
  • iRobot Create, iRobot
  • Katana IPR, Neuronics AG
  • Khepera mobile robot I, II, III, K-Team Corporation
  • KHR-2HV, KHR-3HV, Kondo
  • Koala, K-Team Corporation
  • Lego Mindstorms (RCX Rover model)
  • Magellan
  • Nao V2, V3, Aldebaran Robotics
  • MobileRobots Inc Pioneer 2, Pioneer 3-DX, Pioneer 3-AT
  • Puma 560, Unimate
  • Scout 2
  • Shrimp III, BlueBotics SA
  • Surveyor SRV-1, Surveyor Corporation
  • youBot, Kuka

Support de compilation croisée

Articles connexes

Références
  1. (en) « Webots Goes Open Source », sur https://www.cyberbotics.com,
  2. (en) « Hand placement during quadruped locomotion in a humanoid robot: A dynamical system approach » [PDF], Biologically Inspired Robotics Group,
  3. (en) « Distributed Adaptation in Multi-Robot Search using Particle Swarm Optimization », Swarm-Intelligent Systems Group,
  4. (en) « Assembly of Configurations in a Networked Robotic System: A Case Study on a Reconfigurable Interactive Table Lamp » [PDF], DISAL - Distributed Intelligent Systems and Algorithms Laboratory,
  5. Louis-Emmanuel Martinet, Denis Sheynikhovich, Karim Benchenane, and Angelo Arleo (2011) Spatial Learning and Action Planning in a Prefrontal Cortical Network Model, PLoS Comput Biol 7(5): e1002045. DOI:10.1371/journal.pcbi.1002045
  6. Mannella F., Mirolli M., Baldassarre G., A computational model of the amygdala nuclei's role in second order conditioning. In M. Asada et al. (eds.), From Animals to Animats 10: Proceedings of the Tenth International Conference on the Simulation of Adaptive Behavior (SAB2008), pp. 321-330. LNAI 5040 Berlin: Springer.
  7. (en) « An active connection mechanism for modular self-reconfigurable robotic systems based on physical latching » [PDF], Biologically Inspired Robotics Group,
  8. (en) « Aibo and webots: Simulation, wireless remote control and controller transfer » [PDF], Biologically Inspired Robotics Group,

Liens externes
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