PIXMAP est une start-up française qui développe une technologie de cartographie 3D temps réel. En scannant l’environnement à l’aide de capteurs RGB-D à bas coût – comme par exemple les capteurs Kinect, les caméra stereos ou les caméras à temps de vol – elle permet aux robots, quels que soient leur forme ou leur mode de locomotion, de percevoir ce qui les entourent en trois dimensions, de façon photo-réaliste et ainsi d’augmenter leur niveau d’autonomie. La promesse d’un bond technologique incroyable dans les années à venir.
Le projet, lauréat du concours national iLab 2014, est issu du laboratoire I3S CNRS/UNS et porté par ses trois fondateurs : Benoît Morisset, Andrew Comport et Maxime Meilland. Onze années de recherche leur ont été nécessaires pour aboutir à cette technologie et à la création d’une des start-up les plus prometteuses dans le domaine de la robotique. Un travail qui a déjà été mis en avant par la publication de plus de 25 articles scientifiques et qui a été reconnu internationalement par le prix de la meilleure publication scientifique à la conférence IROS en 2013. La technologie qui en découle ne demande aujourd’hui qu’à faire ses preuves.
Comment cela fonctionne-t-il ? Le point clé est ici de pouvoir localiser en temps-réel la caméra dans l’espace et d’estimer continûment son mouvement. C’est ainsi que les images produites peuvent être fusionnées pour créer une version en trois dimensions de l’environnement scanné. Le calcul de la position de la caméra est effectué à haute fréquence (soit jusqu’à 2000 fois par seconde) avec une précision millimétrique et permet de re-créer une carte 3D en temps réel, en restituant précisément la forme géométrique et les couleurs de l’environnement.
Les applications possibles sont virtuellement infinies. De l’immobilier à la construction en passant par les processus industriels, être capable de capturer fidèlement et en temps réel un environnement inconnu ouvre le champ des possibles. Le domaine de la robotique reste cependant l’axe de développement prioritaire de PIXMAP.
Pourquoi ? D’après Benoît Morisset : « les robots d’aujourd’hui sont très capables mécaniquement, mais ils ne disposent pas d’assez d’informations sur leur environnement pour atteindre un bon niveau d’autonomie ». Les robots existant reconstruisent leur univers à partir de capteurs 2D qui produisent une représentation « plane », sémantiquement limitée. Cette représentation composée de segments est trop pauvre pour leur permettre de raisonner et d’interagir avec l’environnement. C’est un des facteurs majeurs qui empêche les robots d’être utilisés à leur plein potentiel. En leur permettant de représenter fidèlement et en temps-réel le monde en 3D, avec ses formes et ses couleurs, à l’instar des humains, PIXMAP leur permet de prendre des décisions plus complexes et adaptées à la richesse de l’environnement.
Du côté des drones, les applications sont tout aussi prometteuses. Aujourd’hui, il n’existe pas de technologie embarquable qui leur permette d’évoluer dans leurs environnements intérieurs ou extérieurs, sans le contrôle et l’assistance, même à distance, d’un humain. En leur donnant des « yeux », PIXMAP leur permet d’augmenter drastiquement leur niveau d’autonomie et d’effectuer des tâches complexes sans l’intervention d’un pilote.
On peut aisément imaginer les bénéfices d’une telle technologie dans les opérations de Search & Rescue en environnement dangereux. Dans les situations post-catastrophe, le travail des sauveteurs est limité par le peu d’information dont ils disposent sur le site et par la difficulté d’envoyer des personnels dans des structures compromises et dangereuses. Des drones équipés de la technologie développée par PIXMAP seraient alors capables d’entrer dans ces zones sinistrés, d’en faire une première reconnaissance et de fournir une carte métriquement juste, facilitant les opérations des sauveteurs. Cette technologie, couplée à des capteurs thermiques, permettrait non seulement de détecter la présence d’humains mais surtout de les localiser au centimètre près.
Des secteurs plus traditionnels peuvent également bénéficier de ces avancées. Des drones équipés de la technologie PIXMAP sont par exemple en mesure de faciliter le travail de surveillance de sites sensibles ou la maintenance d’ouvrages d’art. Ponts, barrages, cheminées de refroidissement, sont autant de structures pour lesquelles aucune faille n’est permise. Ces structures peuvent être cartographiées et reproduites virtuellement, jusqu’aux détails des textures.
Dans la logistique, les machines robotisées qui remplacent de plus en plus le travail humain sont limitées à se déplacer selon des schémas précis et respectent des scénarios prédéfinis. Equipés de la cartographie 3D en temps réel, ils sont capables de se déplacer de façon plus robuste en détectant la présence de tout obstacle sur leur trajectoire. Ils peuvent aussi interagir avec l’environnement, en localisant et manipulant des charges ou en évaluant la taille des emplacements nécessaires pour les y déposer.
Chaque jour se développent des objets de plus en plus sophistiqués auxquels il manque simplement des yeux pour percevoir l’environnement et être exploités à leur plein potentiel. La cartographie 3D en temps réel est la solution qui permettra aux robots, aux drones et aux machines de demain, de devenir plus intelligentes et donc plus utiles. Car comme Benoit Morisset le dit lui-même, « le premier pas vers l’intelligence, c’est la représentation du monde ».
Plus d’informations sur www.pixmap3d.com
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