Les modes comportementaux de Thymio
Objectifs
- Comprendre le principe des modes comportementaux pré-programmés de Thymio.
- Associer les actions du robot (moteurs, lumières, sons) aux informations de ses capteurs.
- Expérimenter et prédire le comportement de Thymio dans différents scénarios.
Introduction
Imaginez un robot capable de réagir à son environnement comme un animal : il fuit la lumière, suit un chemin ou explore les obstacles. Ce robot existe, c'est Thymio ! Aujourd'hui, nous allons décrypter son 'cerveau' et comprendre comment il prend ses décisions.
Comment un robot comme Thymio peut-il interagir de manière autonome avec son environnement ?
Thymio : un robot équipé de sens et d'actionneurs
Pour interagir avec le monde, Thymio dispose de capteurs (ses 'sens') et d'actionneurs (ses 'moyens d'action'). Ses capteurs lui permettent de percevoir son environnement : des capteurs de proximité (avant, arrière, dessous) détectent les obstacles jusqu'à environ 10 cm, un microphone capte les sons, et des capteurs au sol distinguent le noir du blanc. En face, il a des capteurs d'ambiance (lumière). Ces informations sont traitées par son microcontrôleur, le 'cerveau' du robot. En fonction de ce qu'il perçoit, Thymio agit grâce à ses actionneurs : deux moteurs qui font tourner ses roues (pour avancer, reculer, tourner), des LEDs de couleurs (pour exprimer un 'état'), et un haut-parleur (pour émettre des sons). Par exemple, si un capteur avant détecte un mur, le cerveau peut décider d'activer les moteurs pour reculer et faire un virage, tout en faisant clignoter les LEDs en rouge pour signaler l'obstacle.
Points clés
- Les capteurs (proximité, son, lumière, sol) sont les entrées d'information.
- Le microcontrôleur est l'unité de traitement qui prend les décisions.
- Les actionneurs (moteurs, LEDs, haut-parleur) sont les sorties qui produisent les actions.
Les six modes comportementaux de base
Thymio possède six comportements autonomes pré-programmés, accessibles par des boutons colorés. Chaque mode est une combinaison spécifique entre les données des capteurs et les actions des actionneurs. 1. L'Ami (vert) : Thymio suit un objet devant lui (grâce aux capteurs horizontaux) et s'arrête à une distance fixe. Il devient 'jaune' quand il suit. 2. Le Peureux (rouge) : Dès qu'un obstacle est détecté, Thymio recule (LEDs rouges) puis tourne pour fuir. C'est un comportement de 'évitement d'obstacle réactif'. 3. L'Explorateur (magenta) : Thymio avance tout droit. S'il rencontre un obstacle, il tourne aléatoirement (LEDs violettes) pour continuer son exploration. 4. L'Obéissant (bleu) : Thymio réagit aux sons. Un clap le fait avancer, deux claps le font reculer. Les LEDs bleues clignotent. 5. L'Attentif (cyan) : Thymio est attiré ou repoussé par la lumière. Selon la programmation, il peut suivre une source lumineuse (comme une torche) ou au contraire la fuir. 6. Le Suiveur de Ligne (jaune) : Grâce à ses capteurs infrarouges dirigés vers le sol, Thymio suit une ligne noire tracée sur un fond clair en ajustant en permanence la vitesse de ses roues.
Points clés
- Chaque bouton couleur active un programme comportemental spécifique.
- Un comportement est une boucle infinie : CAPTURE -> TRAITEMENT -> ACTION.
- Les LEDs indiquent visuellement le mode actif et l'état du robot.
Applications pratiques
Mettons en pratique ces concepts par des défis concrets. Défi 1 : Le labyrinthe. Utilisez le mode 'Peureux' (rouge) et placez Thymio dans un enclos fait de livres. Observez comment il évite tous les murs pour ne jamais rester coincé. Défi 2 : La danse synchronisée. Avec le mode 'Obéissant' (bleu), créez une chorégraphie simple en utilisant des séquences de claps pour faire avancer et reculer deux robots. Défi 3 : Le suivi de parcours. Tracez un circuit en ligne noire sur une grande feuille blanche et activez le mode 'Suiveur de ligne' (jaune). Thymio doit parcourir l'intégralité du circuit sans dévier. Analyse : Pour chaque défi, identifiez quels capteurs sont sollicités (ex: proximité pour le labyrinthe, microphone pour la danse, capteurs de sol pour le parcours) et quels actionneurs répondent (moteurs, LEDs). Prédisez ce qui se passerait si vous modifiiez l'environnement (ex: éteindre la lumière sur le suiveur de ligne).
Points clés
- Le mode 'Peureux' est idéal pour la navigation sans collision.
- Le mode 'Obéissant' permet un contrôle simple par le son.
- Le mode 'Suiveur de ligne' illustre un asservissement (correction permanente).
À retenir
Thymio est un robot éducatif dont le comportement autonome résulte de la liaison entre ses capteurs (entrées) et ses actionneurs (sorties), programmée dans son microcontrôleur. Ses six modes de base (Ami, Peureux, Explorateur, Obéissant, Attentif, Suiveur de ligne) sont des exemples concrets de boucles de perception-décision-action. Chaque mode est adapté à une interaction spécifique avec l'environnement (obstacles, sons, lumière, lignes).
- Un robot autonome fonctionne selon le cycle CAPTURER (capteurs) -> TRAITER (microcontrôleur) -> AGIR (actionneurs).
- Thymio a 6 modes pré-programmés, chacun spécialisé pour une tâche (suivre, éviter, obéir...).
- Le comportement observé permet de déduire quels capteurs sont utilisés et comment le programme les interprète.
