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LEGO Mindstorms NXT : programmer un robot, un jeu d’enfant ?

Par Florian & Sandrine

Quels sont les jouets qui ont marqué votre enfance ? Les hommes répondront certainement à l’unisson : les LEGO ! Et ils regrettent bien souvent d’avoir grandi car leur entourage et la société les obligent à ne plus se laisser aller à jouer aux petites pièces que l’on assemble 😉 Etre un adulte, c’est avoir des responsabilités et des préoccupations exaltantes de virilité. Pour contourner cela, ils prient d’avoir des fils afin de leur offrir des LEGO et pouvoir leur montrer comment y jouer…

Introduction

Messieurs, décomplexez-vous ! Vous avez envie de vous replonger dans l’univers du montage et de la création, LEGO Mindstorms est fait pour vous. Premièrement, on va dire que vous êtes super intelligent car là, on passe à la catégorie supérieure. En effet, le but du jeu est de fabriquer et de programmer un robot. Belle ambition, non ?

Chez Zebulon.fr, impossible de résister au LEGO Mindstorms NXT, car nous avons de grands enfants dans l’équipe. Voyons ce qu’il en est dans ce test…

Mindstorms

Déballage

A l’ouverture de la boîte, nous sommes aussi excités des enfants ouvrant les cadeaux de Noël. La première impression est que c’est tout l’esprit LEGO que l’on retrouve dans l’emballage de Mindstorms. Celui-ci contient plusieurs paquets de pièces Lego Technics, une boîte contenant 4 capteurs et 3 moteurs, ainsi que les câbles nécessaires, une autre boîte contenant le NXT, un  manuel de l’utilisateur, un CD du logiciel Mindstorms, un « circuit » (imprimé sur une large feuille de papier sur lequel le robot pourra évoluer), des autocollants et enfin une boîte « Start Here! » comprenant une série de pièces ainsi qu’un mode d’emploi pour tester les capteurs et monter son premier robot.

Au toucher, les plastiques paraissent de bonne qualité. Le packaging est bien fait, et il n’y manque rien, hormis les 6 piles LR 6 nécessaires à l’alimentation du boitier NXT.

Boite Mindstorms NXT

Boite Mindstorms NXT

Premier essai sur les chapeaux de roues

Une fois que tout est déballé, l’impatience est à son comble. On a vite envie de voir son robot fonctionner.

Et bien, grâce au kit de démarrage rapide, en une demi-heure chrono,  il est possible de tester les 4 capteurs du NXT, et monter notre premier robot.

Le NXT et ses capteurs

Le NXT et ses capteurs

Celui-ci consiste en un support à roulettes pour le NXT permettant de faire tourner un petite démo pré-chargée faisant faire à notre ami Mindstorms un simple aller-retour ponctué de bips…

Pieces Lego Tehcnics

Les pièces Lego Technics

Installation du logiciel

Mais cela donne vite envie d’aller plus loin. Un robot qui fait des va et vient, c’est très bien, mais l’intérêt du produit et surtout de pouvoir programmer l’engin et de lui confier des missions un peu plus élaborées. Et pour cela, il y a le logiciel.

L’installation de ce programme se fait rapidement et sans problème. La configuration recommandée est 256 Mo de RAM et 300 Mo d’espace disque, avec au minimum un processeur de 800Mhz. Le logiciel, qui fonctionne sur XP et Vista, peut aussi s’installer sous Mac.  Une liaison Bluetooth est recommandée pour faciliter le transfert des fichiers du PC vers le NXT mais un simple câble USB peut suffire.
Nous avons utilisé un PC portable Packard Bell Turion 64 mobile 1.8 Ghz avec 512 Mo de RAM et   Windows XP édition familiale comme OS. Cette configuration est « juste » suffisante, le processus mindstorm.exe prenant tout de même 135 Mo de mémoire…

Logiciel Lego Mindstorms

Installation du logiciel Lego Mindstorms NTX

Prise en main du logiciel

Une fois le logiciel installé, la page d’accueil nous propose de visionner deux petits films.
Le premier nous montre comment tester le NXT : créer son premier programme, le transférer sur le NXT et l’exécuter.
Le deuxième nous présente l’interface du logiciel, principalement pour tout ce qui concerne la programmation du NXT. Ces deux films sont rapides, clair, précis… bref, très efficaces :o)
Sur la gauche, un « robot center » décrit pas à pas la méthode de montage et de programmation de 4 robots différents.

Interface du logiciel

Premiers pas avec le logiciel

Notre premier robot

En suivant la première méthode de montage proposée, on arrive à créer son premier robot en 40 minutes environ.
Ainsi, en faisant confiance à ce guide, on a amélioré le robot de base en le dotant d’un pare choc lui faisant faire une marche arrière dès qu’il rencontre un obstacle.
La prise en main du logiciel et l’amélioration du robot ont duré environ une heure.
La version finale de ce robot (terminée après une nouvelle heure de montage) utilise les 3 moteurs et les 4 capteurs disponibles :

  • Le capteur tactile, qui permet au robot de sentir son environnement
  • Le capteur sonore, qui permet au robot de réagir aux sons
  • Le capteur photosensible, qui permet au robot de calculer les intensités lumineuses
  • Le capteur d’ultrason qui permet au robot de calculer la distance entre lui et un obstacle

Ces quatre capteurs, ainsi que les trois moteurs sont  reliés par câble au cerveau, et répondent aux commandes envoyées par le programme.

éléments LEGO Mindstorms

Capteurs et moteurs

Méthode de programmation

Le montage c’est une chose, maintenant détaillons les possibilités techniques du produit.
L’enjeu d’un tel jouet figure surtout dans les possibilités de programmation du robot. La programmation se fait en apposant  des suites d’événements tels qu’avancer, s’arrêter, repérer un obstacle etc.
Chaque action est représentée par un « bloc » que l’on place sur la grille à l’aide de la souris. Chaque bloc  de programmation est paramétrable.
Par exemple, pour actionner un moteur, on indiquera si le moteur doit tourner en avant, en arrière, pendant 1 seconde, sur 3 rotations etc.
Cette méthode permet de programmer facilement le robot et de le prendre en main rapidement.

Interface de programmation des lego

Programmation du robot

Transfert des données vers le robot

Une fois que le programme est terminé, le bouton Télécharger permet de transférer les données vers le NXT.
Ce transfert s’effectue soit par câble, soit par Bluetooth. C’est cette dernière méthode, très pratique et facile à configurer, qui a été testée.
Une fois le transfert effectué, le programme se trouve dans  le répertoire Myfiles > Software files du NXT et est directement exécutable en 3 clics.

Transfert du programme vers le robot

Transfert du programme vers le robot

De multiples possibilités

Après avoir fait notre premier robot, une exploration plus approfondie du logiciel s’imposait.
Nous avons pu découvrir de nombreux blocs disponibles qui permettent de faire des opérations logiques, des actions, des temporisations… de quoi vraiment s’amuser.
D’autant plus qu’un portail en ligne nous permet de télécharger de nombreux exemple et des nouveaux blocs de programmation.

Des possibilités multiples pour le NXT

Une interface qui offre des possibilités infinies

Côté matériel, les guides de montage du Robo Center proposent en complément du premier robot qui sert à prendre en main le NXT, trois robots biens différents les uns des autres.
Le premier, appelé ROBOARM T56 est une « pelleteuse » qui réagit de manière différente suivant la couleur de la balle qu’elle doit prendre.
Le deuxième, le Spike, est un scorpion qui lance sa queue articulée si vous vous approchez trop près de lui.
Quand au dernier, le plus aboutis, c’est un l’Alpha Rex. Un humanoïde capable de se déplacer, de parler, et de répondre a des ordres.

Le robot center

Le Robot Center

Conclusion

Ah, ce test fut un bon moment, alliant détente et programmation… Que demander de plus pour nous qui avons gardé au fond de notre âme d’enfant, le souhait le plus cher de pouvoir construire et programmer un robot  pouvant combattre les méchants ?

Ce n’est pas dans les facultés du Mindstorms mais il a déjà de nombreuses possibilités assez élaborées. Quoique… car les limites de ce robot sont vraiment celles de notre imagination…
Comme sur les lego classiques, on peut donner la forme que l’on veut à notre robot, et d’un point de vue logiciel, la méthode par bloc de programmation permet à n’importe qui de faire à peu près ce qu’il veut avec les 3 moteurs et les 4 capteurs du NXT.

Il est donc accessible à tous, même au novice en programmation.
Nul besoin d’avoir des notions en développement pour réaliser son robot. Cela va rassurer les plus réfractaires à la programmation ;o)
En bref, c’est un cadeau vraiment sympa bien qu’un peu cher. Mais il est vrai que vivre un rêve d’enfance est le plus bel argument de ce produit.

Et pour terminer, voici une très courte vidéo mettant en scène notre première construction. On y voit le robot qui va saisir une balle rouge et la ramener à son point de départ.

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Maijin

Cela n’est pas dit dans l’article mais il est possible de programmer le robot sans le logiciel intégré ce qui peut également intéresser les pur développeurs^^ on peut également signaler que nous l’avons utilisé en classe de seconde pour l’Enseignement de détermination : Initiation aux Sciences de l’ingénieur et ce robot est excellent. Contrôle possible avec le téléphone portable par bluetooth. Je trouve qu’il vaut son pesant de cacahuète. 🙂

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