Prototype logiciel · Robotique et automatisation

RoboLink

Communication et téléopération homme-robot longue distance basées sur logiciel

Simulation d'une communication fiable entre un opérateur humain et un robot virtuel situé à distance.

B.Tech Électronique & Génie Informatique Proposition de discussion de projet

Explorer la proposition→

Opérateur humainInde

Internet

Robot virtuelLondres

Une idée · aucun matériel requis en phase 1

Une approche logicielle intuitive pour la téléopération01 / 10

01 / DÉCOUVERTE

Énoncé du problème

Et si le robot et son opérateur étaient séparés par des milliers de kilomètres ?

Un scénario d'opération à distance

IndeCôté opérateur

LondresCôté robot virtuel

Comment maintenir une communication fiable lorsque le réseau ne l'est pas ?

Latence

Les commandes peuvent arriver en retard.

Perte de paquets

Certaines mises à jour peuvent ne pas arriver.

Échec de connexion

Le robot peut cesser d'entendre l'opérateur.

?Comment la communication homme-robot à longue distance peut-elle devenir plus fiable et plus sûre lorsque les conditions réseau sont mauvaises ?

La perspective du projet : comprendre la communication d'abord02 / 10

02 / CONTEXTE

Technologie existante

Le contrôle à distance et la téléopération existent déjà. Notre projet construit de la compréhension, pas du battage médiatique.

Blocs de construction communsDISPONIBLE AUJOURD'HUI

Internet / IPWi-Fi · 4G · 5GWebSocketMQTTROS 2 / DDSVideo · Audio

Humain→Réseau→Robot

Notre opportunité

Rendre l'apprentissage visible.

Nous allons créer un prototype logiciel adapté aux débutants qui surveille la communication et démontre une réponse de sécurité intégrée.

Portée honnête : projet étudiant proposé, pas un produit industriel.

Commencer par les fondamentaux · mesurer · répondre en toute sécurité03 / 10

03 / PROPOSITION

Que construisons-nous ?

RoboLink est un système logiciel basé sur le Web qui simule une conversation entre un opérateur humain et un robot virtuel.

Opérateur humainEnvoie des commandes

Tableau de bord WebContrôle + observe

Serveur de communicationAchemine les messages

Robot virtuelRenvoie le statut

Portée de la phase 1

Aucun robot physique, moteur, ESP32, Raspberry Pi, capteur ou autre matériel.

LOGICIEL UNIQUEMENT

De l'idée → prototype logiciel observable04 / 10

04 / CONSTRUIRE

Nos fonctions de projet

De petites fonctions testables transforment une grande question de robotique en un projet clair de première année.

Contrôle de robot virtuel

Avancer, reculer, gauche, droite et arrêt.

Communication en temps réel

Envoyer des commandes et recevoir des réponses.

Statut du robot

Position, batterie simulée et état.

Surveillance réseau

Latence, perte de paquets et état de la connexion.

Simulation de sécurité

Détecter une défaillance, s'arrêter et passer en mode sécurisé.

Un tableau de bord · cinq comportements observables05 / 10

05 / PROTOTYPE

Tableau de bord Web RoboLink

Une salle de contrôle simple pour l'opérateur. Essayez les commandes pour voir l'interaction proposée.

ROBOLINKSTATUT DU ROBOT EN DIRECT

12:42:08

EN LIGNEconnexion stable

Latence120 ms

Perte de paquets0.5 %

État du robotACTIF

Batterie82 %

PositionX = 25, Y = 40

Qualité du signal

BON

CONTRÔLE DU ROBOT VIRTUELWASD

↑←STOP→↓

ARRÊT d'urgence

Message de l'opérateur« Bonjour Robot »

→

Réponse du robot« Message reçu »

Maquette interactive · la première conversation produit06 / 10

06 / TEST

Comment allons-nous tester la communication ?

Nous pouvons étudier le comportement du réseau sans matériel en modifiant les conditions dans le logiciel.

Choisissez une condition simulée

Réseau normalFaible délai · faible perte→Latence élevéeLes commandes arrivent en retard→Perte de paquetsLes mises à jour sont perdues→DéconnecterAucune réponse reçue→

Réseau normal

Latence120 ms

Perte de paquets0.5%

État du robotACTIF

Le robot fonctionne normalement.

Ces simulations nous permettent d'étudier comment un robot téléopéré doit réagir lorsque la qualité de la communication change.

Testez les cas limites avant d'ajouter du matériel07 / 10

07 / OBJECTIF

Quel est notre objectif principal ?

La communication sécurisée est l'idée qui relie chaque partie de RoboLink.

Fiabilité de la communication

Les commandes et les informations peuvent-elles atteindre correctement le robot virtuel ?

Surveillance réseau

Pouvons-nous détecter la latence, la perte de paquets et les problèmes de connexion ?

Sécurité

Que se passe-t-il si la communication s'arrête soudainement ?

Opération de sécurité (fail-safe)

Le système peut-il arrêter automatiquement le robot virtuel lorsque la communication devient peu fiable ?

BONNE CONNEXIONFonctionnement normal

↓

MAUVAISE CONNEXIONAvertissement

↓

CONNEXION PERDUEMode sécurisé → Arrêt

COMMUNICATION SÉCURISÉE

En cas de doute : arrêter en toute sécurité, puis récupérer08 / 10

08 / RESSOURCES

Ressources et technologies

Une pile logicielle légère rend la première phase pratique pour notre équipe.

Logiciel

HTML
CSS
JavaScript
Node.js
WebSocket

Développement

VS Code / online coding
GitHub
Browser DevTools

Services en ligne

GitHub
Vercel / Netlify
Suitable cloud backend

Conception et documentation

diagrams.net
Slides / PowerPoint / Canva
GitHub collaboration

✓

Aucun matériel n'est requis pour la phase 1.

Nous apprenons le flux de travail de communication dans le logiciel avant de connecter des composants physiques.

Gardez la première phase ciblée, abordable et testable09 / 10

09 / ÉTAPE SUIVANTE

Résultat attendu et portée future

Un premier jalon clair : prouver l'idée de communication dans un environnement logiciel sûr et observable.

Résultat attendu

Un prototype logiciel fonctionnel basé sur le web

RoboLink démontrera la communication homme-robot longue distance en utilisant un robot virtuel.

✓ Contrôle web✓ Commandes en temps réel✓ Surveillance réseau✓ Mode sécurisé automatique

Portée future · après le prototype

Robot physiqueCaméra en directAudio bidirectionnelCapteurs réels4G / 5GDétection d'obstacles par IACybersécurité

“Notre premier objectif est de comprendre et de résoudre le problème de communication et de fiabilité via une simulation logicielle avant de passer à la robotique physique.”

Retour au début↺Prêt pour une discussion avec notre mentor et la communauté.

Merci · Questions et discussion10 / 10