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Publié : 31 août 2011

[STI2D-SIN] - "Serious games" et applications robotiques avec Microsoft Robotics Developer Studio

Programmer et simuler rapidement une application multitâche pour un robot Lego réel ou virtuel (3D) : NXT, Roomba ou autre, en langage graphique.

La plateforme de développement Microsoft Robotics Developer Studio (MSRDS) a pour objectif de faciliter le développement d’applications robotiques. Elle prend en charge diverses configurations matérielles de robots. Elle comporte un runtime, un environnement de développement et des outils de simulation.

La présentation complète de MSRDS parue sur Wikipédia est disponible en téléchargement en bas de cet article.

MSRDS dispose d’un outil de programmation graphique (Virtual Programming Language ou VPL). Ce langage permet, aux non informaticiens, de développer des applications robotiques. La brique NXT Lego et le robot Roomba sont pris en compte dans la version 2008 R3 de MSRDS.

VPL se différencie d’autres langages de programmation (comme le NXT-G de Lego) par le fait qu’il est multicible mais aussi par sa capacité à exploiter simultanément les ressources du robot et celle du PC. En effet, l’application développée en VPL "tourne" sur le PC et non sur le robot ! (Pour le cas de la brique Lego, VPL en prend le contrôle à travers une liaison bluetooth).

Il est par exemple possible de développer une petite application destinée à déplacer le robot sur une distance "d" tout en déclenchant des annonces "prononcées" par le PC.

Le graphe ci-dessous réalise la séquence suivante :
- Le robot attend 10s avant de se déplacer, pendant l’attente, le PC prononce le texte ("Hello, are you ready to test NXT robot ?"
- Le robot se déplace en ligne droite sur une distance "d" puis s’arrête.

Le descriptif et les sources VPL de ce scénario sont disponibles dans le document "Scénarios" en téléchargement en bas de l’article.

D’un point de vue pédagogique, il semble que VPL présente les avantages suivants :
- C’est un langage de flux de données : la représentation fonctionnelle est concrétisée lorsque le programme s’exécute.
- Le type des données reste visible : affichage permanent sur les boîtes "Data".
- La notion d’affectation est identifiable : une boîte "Data" doit être reliée à une boîte "Variable". Une boîte "Calculate" doit recevoir des données.
- La notion de structure alternative est identifiable par les boîtes if et switch.
- La structure répétitive est implicite : ceci n’est peut être pas un handicap lors d’une première approche de la programmation.

L’installation des différents outils de programmation est décrite dans le document "Installation de Microsoft Robotics Developper Studio" en téléchargement en bas de l’article.

Le document "Pour démarrer avec MSRDS et VPL" devrait permettre de débuter avec ou sans robot Lego.

En conclusion Cet outil devrait permettre de débuter la programmation en s’appuyant sur des "serious games". L’existence d’un environnement virtuel, sa gratuité et sa facilité de mise en œuvre avec les robots Lego et Roomba, utilisés dans l’académie, sont des atouts pour une approche en STI2D.

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- Technologie .NET en STI2D et S SI

- Microcontrôleur et programmation orientée objet (POO)

- STI2D SIN : "Serious games" TP en 1ère SIN avec Microsoft Robotics Developer Studio (1ère partie)

- STI2D SIN : "Serious games" TP en 1ère SIN avec Microsoft Robotics Developer Studio (2ème partie)

Voir en ligne : MRDS Sur Wikipedia

Documents joints

  • Présentation MSRDS, PDF, 625 ko - Téléchargé 1194 fois

    Article Wikipédia (à lire en premier)

  • Ressources et installation, PDF, 55.4 ko - Téléchargé 427 fois

    Procédure d’installation des outils logiciels.

  • Pour commencer, PDF, 8.1 Mo - Téléchargé 813 fois

    Tutoriaux pour commencer.

  • Scénarios VPL, PDF, 3.5 Mo - Téléchargé 412 fois

    Pour trouver les tutoriaux et les exemples en VPL dans la documentation en ligne de MSRDS. Des idées de scénarios pour débuter avec les élèves.

  • Enseigner avec les robots Mindstorms, PDF, 433.7 ko - Téléchargé 824 fois

    Article de Eric Hueber, Jean-Luc Buessler et Jean-Philippe Urban. Résumé : "Un peu partout à travers le monde les LEGO® Mindstorms sont utilisés en tant qu’outil pédagogique pour enseigner les sciences. Les applications vont du primaire jusqu’à l’université. Cet article tente de défricher un terrain de jeu éducatif au potentiel encore sous-exploité en France. Des pistes pédagogiques sont proposées ainsi qu’un retour d’expérience en université."

  • Documentation technique du Lego Mindstorms, Zip, 3.3 Mo - Téléchargé 449 fois

    Spécifications techniques et schémas de la brique Lego et des capteurs (tactile, ultrasons, lumière, sons).