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MisB KIT

Un toolkit pour prototyper et expérimenter des objets à comportements

MisB KIT est développé par l’équipe Reflective Interaction, sous la direction de Samuel Bianchini, par Didier Bouchon, Cécile Bucher, Martin Gautron, Benoît Verjat et Alexandre Saunier, dans le cadre du projet The Behaviour of Things, coordonné par Emanuele Quinz pour le compte du Labex Arts-H2H.
L’ensemble des développements du MisB KIT, hardware comme software, sont sous Licence LGPL, à l’exception des modules propriétaires Bioloid que nous utilisons, principalement les moteurs Dynamixels et des pièces de jeu de construction K’Nex employés ici comme éléments de structure.
Ce toolkit a été initié avec l’équipe Sociable Media (dirigée par Rémy Bourganel) avec en particulier Émeline Brulé et Max Mollon, pour le Workshop “The Misbehavior of Animated Objects”, TEI 2014, avec le soutien du Labex Arts-H2H et de la Fondation Bettencourt Schueller dans le cadre de la Chaire Innovation et Savoir faire et avec la participation de Jean-Baptiste Labrune et Nicolas Nova.
Nous remercions la société Génération Robots pour leurs conseils avisés, ainsi que Marie Descourtieux, Hiroshi Ishii, Emmanuel Mahé et Élodie Tincq.



 
 
 
 
 
 

Workshop “The Misbehavior of Animated Objects”, 8th International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction (TEI 2014, http://www.tei-conf.org/14/studios.php#s9), Février 2014, Munich.

 
 
 

Préambule : pourquoi et comment ?

Dans le cadre de notre axe de recherche sur les objets à comportements, comment créer des objets animés de formes simples voire abstraits ou usuels (table, cendrier, ustensile, poubelle, etc.) dont les mouvements leur confèrent un comportement ? Comment donner ainsi l’impression que tels objets disposent d’une personnalité leur permettant d’être à l’initiative de l’action et d’agir de leur propre chef, quitte à ne pas répondre à nos attentes voire à les défier en faisant preuve de mauvais comportements ? Nous avons créé pour cela une boîte à outils, un toolkit (matériel et logiciel) permettant de prototyper et d’expérimenter rapidement de tels objets.
 
 

Expérimenter et identifier des techniques prometteuses

Résolument ancré dans la pratique et donc aussi dans la technique, car il s’agit bien, in fine, de produire des objets, notre projet a nécessité de repérer les techniques existantes qui pourraient répondre le plus avantageusement à nos besoins. Pour animer de façon autonome des objets, ces techniques sont d’abord celles de la robotique, d’une robotique modulaire, permettant de l’adapter à différentes formes et mouvements. Ainsi, ont été identifiées quatre chaînes techniques de robotique modulaire : Lego Mindstorms, Cubelets, Arcbotics, Bioloid. Pour sélectionner la ou les technologies avec lesquelles travailler, nous avons retenu quelques critères : modularité, robustesse, ouverture matérielle et logicielle (en open source ou offrant des possibilités d’interfaçage avec des composants matériels et logiciels en open source), facilité de mise en œuvre, qualité des composants, coût. Cubelets et Arcbotics se sont vite révélés insuffisants : le premier très fermé et l’autre fragile, peu efficace et avec de grandes difficultés d’approvisionnement et de suivi. Lego Mindstorms reste très intéressant mais trop fermé et ancré dans le domaine du jouet, manquant de puissance et de robustesse en regard de nos projets. Bioloid, de la marque coréenne Robotis, est la technologie que nous avons retenue car elle répond à la plupart de nos critères avec un atout supplémentaire : elle permet un changement d’échelle pour passer d’une robotique ludique ou de service à une robotique industrielle dans le même environnement logiciel. En effet, une large gamme de moteurs sont accessibles, tous pilotables avec la même carte électronique et le même environnement logiciel. De plus, cette carte électronique (CM09) est basée sur une carte open source de LeafLabs sous licence MIT, carte que Robotis a modifiée pour supporter les moteurs Dynamixels.

 
 

Développer des moyens de prototypage rapide inédits

De la technologie Bioloid, nous avons principalement conservé le système de motorisation et de contrôle : des moteurs dynamixel robustes, précis et facilement contrôlables par la carte électronique CM09 puissante, ouverte et construite comme une carte Arduino, parfaitement compatible avec les environnements logiciels open source orientés auteurs, comme Processing.
Nous avons alors couplé à ce système un ensemble de modules de construction que nous avons fabriqué : des pièces pleines et des éléments de structure toutes revêtues de velcro, permettant de les assembler et de modifier ces assemblages très rapidement, comme une sorte de Lego “haute définition”. Ce principe est aussi élémentaire que puissant puisqu’il autorise la réalisation de prototypes en quelques minutes avec une grande liberté d’action et qu’il permet aussi d’associer à cette base d’autres matériaux dès lors qu’ils disposent eux aussi de velcro. Ainsi d’autres modules de structure directement empruntés aux jeux de construction K’Nex ont pu être associés à notre toolkit, tout comme un ensemble de coques et de peaux permettant de recouvrir nos robots afin de les abstraire de leur condition technique (mécanique motorisée) pour les amener simplement sur le terrain de l’objet.
À ces choix matériels originaux nous avons associé le développement d’un logiciel offrant des possibilités simples mais ouvertes de création et d’édition de comportements. Et nous avons pu développer ce dernier dans un cadre technique connu et maîtrisé par notre communauté (art & design), en nous basant sur l’environnement logiciel Processing. Notre logiciel permet de piloter en temps réel via une interface élémentaire (console MIDI) nos objets ainsi construits, d’enregistrer ces mouvements, d’éditer ces derniers pour créer une bibliothèque, elle-même programmable. Des mouvements ainsi préparés sont affectés à des moteurs, pour être joués, aussi bien sur un mode linéaire que selon des conditions relatives aux données des capteurs embarqués sur l’objet ainsi créé, c’est-à-dire suivant des modalités interactives.
Afin de pouvoir ajuster ces mouvements, ils sont enregistrés sous forme de fichier son (Wave), retraçant la dynamique de leur motorisation, et sont ainsi éditables en tant que tels dans tout logiciel audio existant, Audacity par exemple. Une fois édités et enregistrés, toujours sous le même format (Wave), ils peuvent être réintégrés à la bibliothèque de mouvements ainsi enrichie.
Outre notre approche originale, ces différentes niveaux et étapes de travail permettent un accès rapide et progressif, du plus simple (la manipulation en direct, l’objet étant alors télécommandé) au plus complexe (la programmation, pour permettre à l’objet d’interagir avec son environnement). Cet environnement logiciel en open source s’adresse ainsi au plus grand nombre et peut donner lieu à des workshops pour des publics très variés, du débutant accompagné à l’expert.

 
 


Fabrication/duplication du toolkit pour permettre des workshops jusqu’à 18 personnes (6 kits), EnsadLab, février 2014

 
 

Quelques pièces du MisB KIT, EnsadLab, février 2014

 
 


Interfaces du logiciel MisB KIT pour gérer les enregistrements de comportements, la librairie de comportements, leur affectation et leurs conditions de fonctionnement.

 
 

Interfaces d’un logiciel de traitement du son (ici, Audacity) pour montrer comment éditer les comportements comme des sons, une fois enregistrés en format Wave.

 
 

Un premier workshop pour éprouver notre toolkit :
“The Misbehavior of Animated Objects” à TEI 2014

Le workshop “The Misbehavior of Animated Objects” pour TEI 2014 (8th International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction, février 2014, Munich), a été mis en place dans le cadre d’une collaboration avec le programme EnsadLab / Sociable Media, avec le soutien de la Fondation Bettencourt Schueller dans le cadre de la Chaire Innovation et Savoir faire, et en dialogue avec le Tangible Media Group du MIT Medialab.
cf. : http://www.tei-conf.org/14/studios.php#s9
et : http://misbehaviour.ensadlab.fr
 
 


Workshop “The Misbehavior of Animated Objects”, 8th International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction (TEI 2014), Février 2014, Munich