- ToddlerBot est une plateforme de robot humanoïde open source à bas coût, conçue pour la policy learning et l’extensibilité expérimentale en robotique et en IA
- La nouvelle version (2.0) prend en charge de nombreuses nouvelles fonctionnalités, dont la roue, le déplacement à quatre pattes, la marche rapide, le télépilotage en VR et l’estimation de profondeur stéréo en temps réel
- Elle met l’accent sur la reproductibilité et la robustesse, avec une conception à 30 degrés de liberté, différents effecteurs terminaux (type paume et gripper) et des réparations rapides basées sur l’impression 3D
- Sa compatibilité ML est démontrée pour la marche, la manipulation bimanuale et du corps entier, ainsi que l’enchaînement de compétences (skill chaining), à l’aide de l’apprentissage par renforcement et de modèles de diffusion
- Des manuels et du code entièrement open source sont fournis, permettant à chacun de la fabriquer, de transférer des policies et de mener des expériences de coopération multi-robots
Importance du projet open source Toddlerbot
- Toddlerbot est un projet de robot humanoïde open source que chacun peut utiliser pour l’assembler et le modifier lui-même
- Par rapport aux robots humanoïdes commerciaux, il se distingue par un coût de fabrication plus faible et une barrière à l’entrée réduite grâce à une structure et un nombre de pièces limités
- Il peut être utilisé pour de nombreux objectifs, comme la conception matérielle robotique, le contrôle logiciel ou l’apprentissage d’algorithmes
- Grâce à une communauté active et à une documentation fournie, il est utile aussi bien aux débutants qu’aux experts
- C’est une plateforme robotique adaptée à la recherche et au développement, à l’enseignement et au prototypage
Principales fonctionnalités et avantages
- Fabrication facile via une imprimante 3D, des schémas électroniques open source et des logiciels publics
- La structure au design modulaire permet de concevoir et remplacer librement la tête, les bras, le corps, etc.
- Son intégration avec plusieurs langages de programmation, dont Python, permet d’expérimenter diverses stratégies de contrôle
- Prend également en charge l’ajout optionnel de capteurs, moteurs, caméras et autres extensions
Principales fonctionnalités de ToddlerBot 2.0
- Roue : démontre une grande agilité et de bonnes capacités d’équilibre, avec très peu de casse même en cas d’échec
- Déplacement à quatre pattes : mouvement de reptation quadrupède utilisant bras et jambes comme un jeune enfant
- Marche rapide : vitesse de marche omnidirectionnelle de 0,25 m/s, rotation sur place jusqu’à 1 rad/s
- Téléopération en VR : contrôle en temps réel basé sur Meta Quest 2
- Estimation de profondeur stéréo : équipée d’un Jetson Orin NX 16GB, traitement en temps réel à 10 Hz
Caractéristiques de conception
- 30 degrés de liberté (DoF) : 7 pour les bras, 6 pour les jambes, 2 pour le cou, 2 pour la taille
- Capteurs et électronique : 2 caméras fisheye, un haut-parleur, 2 microphones, IMU, Jetson Orin NX
- Effecteurs terminaux : deux options, type paume souple ou gripper parallèle
Expériences de performance
- Test de portée des bras : peut saisir des objets jusqu’à 14 fois plus grands que le volume du torse
- Test de charge : peut soulever 1,48 kg, soit 40 % de son poids total, tout en gardant l’équilibre
- Test d’endurance : avec une policy de marche basée sur l’apprentissage par renforcement, a tenu 19 minutes, sans casse malgré 7 chutes, avec une réparation en moins de 35 minutes (impression 3D + assemblage)
Mouvements basés sur l’IA
- Conversation et pompes : intégration avec OpenAI Realtime API + GPT-4o
- Tractions à la barre : reconnaissance de position basée sur AprilTag, transfert sur matériel réel d’une policy apprise en simulation
- Marche et manipulation : réalisation de manipulations bimanuales et du corps entier grâce à l’apprentissage par renforcement et à une policy de diffusion basée sur RGB
- Enchaînement de compétences (Skill Chaining) : saisir une poignée (policy de diffusion) → pousser un chariot (policy d’apprentissage par renforcement)
Reproductibilité et extensibilité
- Transfert de policy : une policy de manipulation apprise sur un ToddlerBot peut être transférée sans perte à un autre exemplaire
- Coopération multi-robots : deux robots réalisent ensemble une tâche longue (ranger une pièce)
- Facilité d’assemblage : fabrication possible pour tous grâce à des manuels et vidéos open source
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