Webots est un simulateur de robot 3D gratuit et open-source conçu pour la modélisation, la programmation et le test de systèmes robotiques. Développé par Cyberbotics Ltd. et activement maintenu depuis 1998, il est largement utilisé dans l’industrie, l’éducation et la recherche.
Que ce soit pour les étudiants, les chercheurs ou les développeurs, Webots offre une plateforme fiable pour faire avancer l’automatisation et les applications d’IA. Il sert également de plateforme de simulation pour les agents IA, permettant aux chercheurs et développeurs de tester et d’affiner les comportements robotiques intelligents.
Comment Webots est-il né ?
Source: www.researchgate.net
Le projet Webots a débuté en 1996, initialement développé par le Dr Olivier Michel à l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Lausanne, Suisse.
En 1998, Cyberbotics Ltd. a repris son développement, le publiant comme un logiciel propriétaire. Depuis décembre 2018, Webots est disponible sous licence open-source Apache 2.0, le rendant accessible à un public plus large.
Quel langage Webots utilise-t-il ?
Les contrôleurs Webots peuvent être programmés en C/C++, Java, Python ou MATLAB. Malgré leurs syntaxes différentes, tous ces langages fonctionnent sur le même code bas-niveau, garantissant des résultats de simulation cohérents quel que soit le langage choisi.
Quelles sont les principales fonctionnalités de Webots ?
www.raw.githubusercontent.com
Webots offre un ensemble diversifié de fonctionnalités qui en font un outil efficace pour la simulation robotique :
● Compatibilité multiplateforme – Fonctionne sous Windows, Linux et macOS.
● Simulation physique avancée – Utilise ODE (Open Dynamics Engine) pour des interactions physiques réalistes.
● Bibliothèque étendue de modèles de robots et d’environnements – Inclut des robots préconstruits, capteurs, actionneurs et objets pour des simulations faciles.
● Support de plusieurs langages de programmation – Compatible avec Python, C, C++, Java et MATLAB.
● Simulation et visualisation en temps réel – Permet un contrôle interactif des robots et la modification des paramètres en direct.
● Personnalisation des robots et capteurs – Les utilisateurs peuvent concevoir des robots sur mesure avec une forme, une masse, un frottement et un comportement ajustables.
● Intégration avec ROS (Robot Operating System) – Permet de tester les algorithmes robotiques avant leur déploiement.
● Mode superviseur pour un contrôle avancé – Gère plusieurs robots, objets et paramètres de simulation de manière dynamique.
● Rendu 3D des environnements – Offre des graphismes 3D de haute qualité pour une visualisation réaliste des robots et des environnements.
● Enregistrement et exportation des simulations – Enregistre des vidéos en MP4 ou AVI et exporte des fichiers interactifs en HTML.
● Support de l’IA et de l’apprentissage par renforcement – Facilite les expériences en apprentissage automatique et en IA appliquée à la robotique.
● Simulation multi-robots et de robots en essaim – Simule plusieurs robots travaillant ensemble, utile pour la recherche sur l’intelligence en essaim.
● Support de streaming web – Permet de diffuser les simulations via WebGL et WebSockets pour une interaction à distance.
Quels sont les avantages de Webots ?
Webots est un simulateur de robot 3D polyvalent qui offre une gamme d’avantages : 
✔ Rentable : En tant que logiciel open-source, Webots constitue une alternative gratuite aux simulateurs robotiques commerciaux, le rendant accessible aux étudiants, chercheurs et startups.
✔ Gain de temps dans le développement robotique : La simulation des robots avant leur mise en œuvre réelle réduit les coûts de prototypage et le temps consacré aux tests matériels.
✔ Réduction des risques de pannes matérielles : Les ingénieurs peuvent tester leurs conceptions robotiques dans un environnement virtuel, évitant ainsi d’endommager du matériel coûteux.
✔ Accélération des tests d’algorithmes : Les développeurs peuvent rapidement tester et affiner les algorithmes d’IA, de vision par ordinateur et de navigation autonome.
✔ Options de programmation flexibles : Grâce à la prise en charge de plusieurs langages de programmation (Python, C++, Java, etc.), Webots s’adapte aux différents niveaux d’expertise des utilisateurs.
✔ Amélioration de l’apprentissage et de la recherche : Webots permet aux étudiants et aux chercheurs d’expérimenter des concepts robotiques de manière pratique, sans nécessiter de robots physiques.
✔ Facilitation de la collaboration à distance : Les fonctionnalités de diffusion en ligne permettent aux équipes de partager des simulations, simplifiant ainsi le travail collaboratif.
✔ Encouragement à l’innovation en IA et en robotique : Webots est largement utilisé pour l’entraînement des IA, l’apprentissage par renforcement et les simulations multi-robots, contribuant ainsi à l’avancement de la recherche en robotique.
✔ Simulations réalistes : Le moteur physique garantit une précision proche du monde réel, ce qui est utile aux entreprises travaillant sur les véhicules autonomes et l’automatisation robotique.
✔ Communauté active et support technique : Son statut open-source permet des contributions régulières de la communauté, des mises à jour fréquentes et une documentation approfondie.
Quels sont les cas d’utilisation de Webots ?
Webots est un simulateur de robot 3D polyvalent utilisé dans divers domaines, de l’éducation à la recherche avancée. Voici un aperçu de ses principales applications :
| Cas d’utilisation | Description |
| Objectifs éducatifs | Webots aide les étudiants à apprendre la robotique en concevant et simulant des robots, améliorant ainsi leur compréhension des algorithmes par une expérience pratique. |
| Recherche et développement | Les chercheurs utilisent Webots pour tester des algorithmes d’IA et d’apprentissage automatique en ligne et hors ligne, en se concentrant sur les conceptions de haut niveau sans se soucier de l’implémentation de bas niveau. |
| Applications industrielles | Webots permet aux entreprises de simuler et d’optimiser des systèmes robotiques dans des secteurs comme la fabrication, réduisant ainsi les risques avant le déploiement réel. |
| Neurorobotique | Webots simule des robots interagissant avec des modèles neuronaux, facilitant la recherche en neurosciences et en comportement robotique. |
| Formation à l’opération à distance | Les opérateurs de robots dans des environnements dangereux utilisent Webots pour un entraînement virtuel sécurisé sans risque réel. |
| Développement de jeux et simulations | Les développeurs créent des simulations robotiques et des jeux dans Webots, profitant de son moteur physique robuste et de ses capacités d’interaction. |
Comment utiliser Webots ?
Voici un guide simplifié, étape par étape, pour utiliser Webots :
1. Télécharger et installer Webots :
- Visitez le site officiel de Webots pour télécharger l’installateur compatible avec votre système d’exploitation (Windows, Linux ou macOS).
- Exécutez l’installateur et suivez les instructions affichées à l’écran pour terminer l’installation.
2. Lancer Webots :
- Après l’installation, ouvrez Webots en double-cliquant sur son icône ou en l’exécutant depuis la ligne de commande.
3. Créer un nouveau projet :
- Allez dans Fichier > Nouveau répertoire de projet… pour créer un nouveau projet.
- Donnez un nom à votre projet (par ex., « ma_première_simulation ») et choisissez un emplacement de sauvegarde.
- Sélectionnez l’option pour ajouter une arène rectangulaire à votre projet.
4. Ajouter des objets à la simulation :
- Utilisez l’arborescence de scène pour ajouter des objets comme des murs, des boîtes ou des éléments personnalisés à votre arène.
- Ajustez leurs propriétés (ex. taille, position) selon vos besoins.
5. Insérer un robot :
- Dans l’arborescence de scène, cliquez sur le bouton « Ajouter » et choisissez un modèle de robot parmi les nœuds PROTO disponibles (par ex., le robot e-puck).
- Positionnez et orientez le robot dans votre arène.
6. Créer un programme de contrôle :
- Développez un contrôleur pour définir le comportement de votre robot.
- Webots prend en charge plusieurs langages de programmation, dont Python, C, C++, Java et MATLAB.
- Pour Python :
- Assurez-vous que Python 3 est installé sur votre système.
- Dans Webots, allez dans Outils > Préférences > Commande Python et définissez-le sur l’exécutable Python approprié (ex. python3).
- Créez un nouveau fichier de contrôleur (ex. « mon_controleur.py ») et implémentez la logique de votre robot en utilisant l’API de Webots.
7. Assigner le contrôleur au robot :
- Dans l’arborescence de scène, sélectionnez votre robot.
- Définissez le champ « controller » sur le nom de votre contrôleur (ex. « mon_controleur »).
8. Lancer la simulation :
- Cliquez sur le bouton « Play » pour démarrer la simulation.
- Observez le comportement de votre robot et ajustez l’environnement ou le contrôleur selon vos besoins.
9. Explorer d’autres tutoriels :
- Pour approfondir votre compréhension, suivez les tutoriels disponibles dans la documentation Webots.
Pour un guide visuel, cette vidéo d’introduction pourrait être utile :
FAQ
À quoi sert Webots ?
Webots est-il sûr à utiliser ?
Quelle est la différence entre Webots et Gazebo ?
Webots est-il gratuit ?
Comment coder dans Webots ?
Quelles sont les exigences minimales pour Webots ?
Comment les utilisateurs peuvent-ils partager et accéder aux simulations Webots en ligne ?
Quels systèmes prennent en charge Webots ?
Conclusion
Webots offre un environnement de simulation robuste pour le développement en robotique, en faisant un outil précieux pour l’éducation, la recherche et les applications industrielles.
Grâce à des mises à jour régulières et une communauté active, Webots reste un choix fiable pour tester des modèles robotiques avant leur déploiement réel. Pour découvrir plus de termes liés à l’intelligence artificielle, consultez notre glossaire IA.
