Projet, idée, problème... partager sous forme de graphe, collaborer... et bien plus encore...

[ cet article fait partie de la série RDF FACILE - Mon petit BigData ]

Si mes explications ne sont pas claires, y'a toujours Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Resource_Description_Framework

Parti d'un projet un peu loufoque, il est vrai d'"un robot qui range ma chambre", il m'est très vite apparu que ce projet d'envergure n'était pas simple à partager avec mon entourage, et encore moins avec des inconnus.

Pour ce projet, j'avais imaginé non pas un robot qui rangerait, mais une multitude de robots, d'objets connectés, de modules qui s'entraideraient, collaboreraient.

Ils devaient pour ce faire s'échanger des informations dont la structure devaient être libre de toute modification au cours du temps, et chacun de ces robots aurait la possibilité de compléter, corriger les informations en fonction de ses capacités à capter l'environnement.

Au fil de mes recherches, le format qui me parut le plus adapté fut le RDF et je n'ai rien trouvé de mieux depuis, mais la discussion reste ouverte ;-)

RDF

Le rdf nous permet, en effet, à partir de notions toutes simples que tout le monde peut comprendre, de partager et d'échanger, de décrire tout et n'importe quoi... J'imaginais alors que pour que mes robots puissent comprendre leur environnement, il leur fallait déjà le connaître un petit peu... Mes quelques connaissances sur le Machine Learning en plein boom me laissant supposer que ces différents modules pourraient être dotés d'ici peu d'une quelconque intelligence artificielle répondant aux besoins qui leur seraient demandés : apprentissage, adaptation au contexte, à l'utilisateur...

La première notion essentielle, le triplet, est décrite un peu plus bas, mais avant ça, nous devons parler de l'information...

L'information

Si je vous dis "Voiture", tout le monde ou presque voit à peut près ce que cela représente. Méa Culpa à ceux qui pourraient penser que je les prends pour des ânes, mais les notions que l'ont va aborder ici, même si elles sont simples, imposent d'oublier tout ce que vous savez, ou plutôt de regarder le monde sous un autre angle, avec un peu plus de recul... Et de bien considérer que chacun peut posséder une vision différente de chaque concept, selon son origine, ses habitudes, sa culture...

Si cette fois, je vous dis "La Voiture de David", vous m'accorderez que l'information est plus précise... Dans "La Voiture de David est jaune et c'est une Opel Corsa", on aura encore plus d'informations...

Dans un premier temps, et pour se rapprocher de ce que tout le monde connait, ce que nous allons devoir faire (tant que le Natural Langage Processing n'est pas intégré au site), c'est de découper cette information... c'est un peu comme un tableau à deux lignes, avec dans la première ligne, les champs et dans la deuxième les valeurs.

	champ 1	champ 2	champ 3	champ 4	...	...
Ce que nous voulons décrire	valeur 1	valeur 2	valeur 3	valeur 4	...	...

Par exemple, pour décrire ma voiture, je pourrais utiliser le tableau suivant :

	marque	modèle	couleur	vitesse maxi	propriétaire	position actuelle
Voiture de David	Opel	Corsa	Jaune	128 000	David	Lyon

Comme vous avez pu le constater, les propriétés (champs dans le tableau) sont très libres et nous laissent le loisir de décrire tout et n'importe quoi... J'utilise ici le terme "propriété", et ceux qui sont allés voir la page Wikipédia sur le RDF aurons constaté qu'il est mentionné "prédicat"... Et bien les deux sont équivalents... et oui, faudra vous y faire...

Bon allez, je n'y tiens plus... passons au triplet...

Le Triplet

Repartons de l'exemple que nous avons pris précédemment : "La Voiture de David est jaune et c'est une Opel Corsa".

Nous avons découpé les informations de manière atomique dans le tableau à deux lignes... et bien ce tableau que n'importe qui est capable de reproduire, pour décrire n'importe quel concept, objet, procédure..., nous donne tout naturellement les triplets que nous attendions...

Le triplet se matérialise sous la forme de trois éléments :

• un sujet : c'est la chose que l'on va décrire,
• un objet : c'est une chose avec laquelle notre sujet est lié,
• une propriété (ou prédicat) : c'est la nature de la relation entre le sujet et l'objet.

Ainsi notre tableau précédent nous donne les triplets suivants :

(Voiture de David, marque, Opel)
(Voiture de David, modèle, Corsa)
(Voiture de David, couleur, Jaune)
(Voiture de David, vitesse maxi, 128 000) --> enfin seulement dans les bonnes descentes...
(Voiture de David, propriétaire, David)
(Voiture de David, position actuelle, Lyon)

A quoi ça sert ? me direz-vous ? Ouais super... j'ai perdu 10 minutes à lire un truc qui ne sert à rien...
Meuh non, va voir plus bas !

Le Graphe

Bien maintenant que nous avons nos triplets, envoyons-les dans un "graphMaker" tel que http://smag0.meteor.com,

•  http://smag-smag0.rhcloud.com/DreamCatcher/   ( en cas de message d'erreur à l'ouverture de la page, attendez 30 secondes et actualisez la page --> pour laisser au serveur le temps de redémarrer l'appli.)
• https://scenaristeur.github.io/dreamcatcherAutonome/

avec quelques exemples de fichiers rdf /ttl /owl (http://smag-smag0.rhcloud.com/dca/ontologies/)

On obtient alors le début d'un graphe : 

Mais les choses deviennent intéressantes lorsque l'on rajoute de nouveaux triplets :

(Voiture de David, type, Voiture)
(David, type, Personne)
(Lyon, type, Ville)
(Voiture, subclassOf, Vehicule)
(David, habite, Lyon)
(Paris, type, Ville)
(Madrid, type, Ville)
(Paris, capitale de, France)
(France, type, Pays)
(Soleil, couleur, Jaune)
(Lyon, sameAs, http://fr.dbpedia.org/page/Lyon)
...

Oulà ! STOP !, c'est quoi cette dernière ligne ??? !!! ce dernier "triplet", comme ils disent ???

Attention ! Là, on rentre dans le vif du sujet

Sur cette dernière ligne (Lyon, sameAs, http://fr.dbpedia.org/page/Lyon), qui et toujours un triplet, y'a un max de nouvelles notions, mais j'imagine que si vous avez tenu jusque là, vous êtes prêt à affronter la suite :

• sameAs : la propriété "sameAs", comme vous pourrez le constater, si le RDF continue de vous intéresser, nous permet de spécifier que le sujet (Lyon) et l'objet (http://fr.dbpedia.org/page/Lyon) du triplet représentent la même chose.
  Et c'est là, la plus grande qualité du RDF, "it's a kind of magic", c'est là que la magie "s'opère"... C'est là que s'ouvre une infinité de possibilité...
  Vous pouviez déjà grâce au RDF tout décrire, vous pouvez maintenant connecter votre graphe à d'autres graphes, d'autres bases de données RDF crées par d'autres... comme celle de DBPedia, qui reprend les informations contenues dans Wikipedia, et vous les propose au format RDF : allez jeter un œil sur la page en question : http://fr.dbpedia.org/page/Lyon et vous verrez d'autres propriétés apparaître, comme la population, la superficie, les monuments... ainsi que des liens vers d'autres bases de données ou des endpoint sparql
• http://fr.dbpedia.org/page/Lyon : à décrire...
• prefix
• sparql

La suite ?

Bandes d'impatients, commencez par jeter un oeil sur dreamcatcher -> http://dreamcatcher-smag1.rhcloud.com/#!/outils (patientez 30 secondes que le serveur redémarre l'appli)

 vous y trouverez l'aide pour vous balader dans les graphes..., sinon en attendant la suite, vous pouvez également interpeller le fautif, lui posez vos questions, ou faire part de vos attentes, vos idées sur Twitter : @DFaveris
d'autres infos techniques se trouvent sur http://smag0.blogspot.fr

Un bon tendeur...
ça tient bien, tiens, ça tombe bien !

Concours Developpeur Sphero Js java Mathematique Machine Learning

[Article en cours de rédaction]

Pour être informé de la date officielle d'ouverture du concours, devenir partenaire du concours, proposer un prochain concours ou toute autre suggestion, envoyer nous un mail , ou un twit @DFaveris .

<bouton inscription concours >(prochainement)

Smag0 organise prochainement un concours ouvert aux développeurs, mathématiciens, adeptes du machine learning, bidouilleurs, hackers, inventeurs, makers... dans l'objectif de dénicher ses futurs talents.

Le premier concours Smag0 a pour objectif d'améliorer et de finaliser le code existant d'un projet. Vous pouvez former des équipes ou développer en solo.

Historique :
Smag0 est un système complexe dont la finalité et de construire " un robot qui range ma chambre", ou au moins de faire avancer la recherche dans ce sens.
Dans ce contexte et avec tous les gadgets et objets connectés qui arrivent sur le marché, il parait judicieux pour plusieurs raisons, de décomposer l'objectif : ne pas developper "un robot qui range ma chambre", mais plusieurs modules, robots, objets connectés, qui collaboreraient, échangeraient des informations, et contribueraient à faciliter le rangement d'une chambre ou toute autre tâche domestique.
Smag0 est donc conçu en ce sens, comme un système multi-agents. Ces agents autonomes partagent des informations sur leur environnement, ou sur les habitudes des utilisateurs, et agissant sur cet environnement.

Le Projet :
Ces robots, objets connectés, modules robotiques, agents, doivent pour pouvoir agir au mieux sur leur environnement, posséder un minimum de connaissance sur celui-ci.
Sphero-Carto est un sous-projet de Smag0, un module dont le but est d'établir la cartographie d'un environnement, d'une maison, d'une pièce et de rendre cette cartographie accessible aux autres robots et objets connectés.

Le Principe :
Pour établir la cartographie, le principe qui a été choisi est de faire évoluer un robot dans l'environnement, de récupérer ses coordonnées et les points de collision.

Outils & Matériel :
Pour sa simplicité d'utilisation (un jeu d'enfant), la facilité avec laquelle on peut se le procurer <lien vers comment se procurer Sphero>, nous avons pris l'option d'utiliser le robot Sphero d'Orbotix.
Mais il ne faut pas oublier que les principes essentiels du projet Smag0 sont la modularité et l'evolutivité. Vous pouvez donc très bien utiliser un autre robot, objet connecté du marché, ou que vous fabriquerez.

Objectif :
Établir la cartographie d'une pièce comme celle-ci <exemple de carte>
En faisant évoluer un/des robot(s) dans notre pièce, on récupère ses coordonnées et les points de collision dessinant ainsi les meubles ou obstacles rencontrés.
En enregistrant la carte d'une pièce "rangée" comme référence, on peut comparer la carte actuelle et déduire l'emplacement des objets qu'il faut ranger et envoyer d'autres modules / robots pour les ranger.

Le Code Existant :
Pour le moment, le projet Sphero-Carto à suivi deux pistes, mais d'autres possibilités s'offrent à vous <lien vers les différentes API orbotix> :
Une interface Android < lien vers le code> et une interface web (nodejs, Sphero.js, p5js, socket).
Le code actuel est très "pourri" c'est un premier jet, un code pour tester le concept, mais il remplit les fonctionnalités suivantes (que vous pourrez certainement ameliorer ) :
- proposer une interface pour calibrer, contrôler le robot en manuel et le faire passer en mode automatique pour qu'il parcours l'environnement tout seul.
- proposer une interface pour visualiser le parcours, définir des zones repérées (meubles, obstacles, portes...)
- récupérer le parcours du robot et détecter les points de collision, l'alignement des points de collision dessinant un obstacle.

Code Android Sphero-Carto
Code Sphero-Carto web/ js

Vous pouvez proposer :
- des améliorations du code existant ( optimisation, correction... )
- un algorithme de correction d'erreurs, des paramétrages (vitesse, seuil...), des fonctions qui permettront d'optimiser le résultat ---> c'est notre GROS PROBLEME À RESOUDRE (voir le paragraphe "gros problème à résoudre", plus bas dans cet article).
- d'autres solutions avec d'autres robots, d'autres interfaces, comme une arduino avec des capteurs infrarouges ou un drone avec une caméra...
- toute amélioration sur la procédure de cartographie comme par exemple : poser Sphero dans un angle, déterminer manuellement dans un premier temps les limites de l'environnement, calculer la rotation induite par une collision, proposer une autre idée pour le stockage du parcours, et le partagé des informations ( rdf, rdfstream, BigData, cloud...XML,JSON), utiliser plusieurs Sphero, surveillance par un autre robot muni d'un caméra...

Technique :
Sphero se connecté en bluetooth
Les Api Sphero proposent des fonctions ( datastream, locator, collision) pour récupérer, après calibrage, les coordonnées du robot. Ces coordonnées sont calculées en fonction de la distance parcourue dans une direction, et peuvent être definies dans un repère orthonormé < image du repère >.
Sphero détecté les collisions et peut également envoyer leur position dans ce repère.

Grâce à ses fonctionnalités, on peut récupérer les informations primordiales des positions (x,y,collision), sous forme de liste indiquant pour chaque point(x,y) si le robot à rencontré un obstacle ou non.
(0,0,false)
(5,0,false)
(10,3,false)
(15,9,true)
(15,5,false)...

En récupérant les informations du Sphero, on peut même détecter de quel côté de la boule était la collision, avec quelle force cette collision a eu lieu, et qu'elle était la vitesse de Sphero à ce moment  --> API sphero àofficielle
Pour l'instant, nous utilisons l'API officielle mais il existe d'autres possibilités spheron.js, cyclon.js...

LE GROS PROBLEME À RESOUDRE :
Lors de l'utilisation de Sphero-Carto avec le code présenté ci dessus ( Android et web), un problème se pose.
Lors des collisions, la boule Sphero semble affectée par le choc et l'on peut noter deux sources d'erreurs pour le résultat final :
- la boule perd le nord et subit une déviation
- la boule qui rencontre un mur continue d'envoyer des positions différentes, comme si elle traversait l'obstacle.
<insérer des screenshoots>

Votre boulot, si vous l'acceptez est de corriger les coordonnées envoyées par Sphero par tout moyen (évaluation d'erreurs, machine learning, parcours optimisé...)

Le Gagnant :
Le gagnant sera celui/celle (équipe ou solo) qui pourra proposer un code offrant la cartographie partageable la plus proche de la réalité.
Votre application, interface, service devrait être d'une utilisation simple, pour un coût faible.
Votre solution devra fournir code et indications (en français ou en anglais) pour se procurer les outils nécessaires, pré-requis, materiel,... devra être open,  accessible au plus grand nombre, et permettre à chacun de reproduire votre solution.

[Article en cours de rédaction]