Esieabot

Serveur MCP (Model Context Protocol) pour le contrôle de l'esieabot via Claude Desktop ou le MCP Inspector.
Développé dans le cadre du TD3 — Module Python ING3, ESIEA Paris.

Auteure : Vanelle Stéphanie MANGOUA DJOUSSEU
Email : [email protected]
Dépôt : https://gitlab.esiea.fr/stephanie_mangoua/mcp-esieabot

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Présentation

Ce projet expose les capacités de l'esieabot (moteurs, servomoteur, caméra) sous forme de tools MCP, permettant à un LLM comme Claude de piloter le robot en langage naturel :

« Avance pendant 2 secondes, tourne à droite, puis prends une photo »

Claude appelle automatiquement les tools MCP correspondants et retourne les résultats dans la conversation, y compris les images capturées par la caméra.

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Architecture choisie : Architecture B — Serveur MCP sur le PC

Le serveur MCP tourne sur le PC. Il se connecte au démon pigpiod du Raspberry Pi à distance via le réseau (port 8888) et à la caméra via SSH.

Votre PC                                         Raspberry Pi
┌────────────────────────────────┐              ┌──────────────────┐
│  Claude Desktop (client MCP)   │              │                  │
│             │                  │              │  pigpiod :8888   │
│             ▼                  │              │  (GPIO)          │
│  server.py (FastMCP)           │── pigpio ───►│  ├─ Moteurs      │
│  http://localhost:8000/mcp     │── SSH ──────►│  ├─ Servos       │
└────────────────────────────────┘              │  └─ Caméra       │
                                                └──────────────────┘

Avantages de l'Architecture B :

• Aucun problème CORS/firewall — tout MCP est en localhost
• Debug facile depuis l'IDE (breakpoints, logs en temps réel)
• Rechargement instantané sans déploiement Git sur le Pi
• Mode simulation intégré pour développer sans robot

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Structure du projet

mcp-esieabot/
├── server.py              ← Serveur MCP principal (tools, resources, prompt)
├── robot/
│   ├── __init__.py        ← Auto-détection pigpio (stub / local / remote)
│   ├── motors.py          ← Contrôle des moteurs DC via pigpiod
│   ├── servos.py          ← Contrôle du servomoteur via pigpiod
│   ├── camera.py          ← Capture photo via SSH (Architecture B)
│   └── stub.py            ← Simulation pigpio pour développement local
├── captures/              ← Photos capturées localement (créé automatiquement)
│   ├── capture1.jpg
│   ├── capture2.jpg
│   └── capture3.jpg
├── debug_photo.jpg        ← Photo retournée par take_photo en mode simulation
├── pyproject.toml
├── .gitignore
└── README.md

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Prérequis

• Python 3.11+
• Poetry comme gestionnaire de projet
• Accès SSH sans mot de passe vers l'esieabot
• pigpiod configuré en écoute réseau sur le Pi (port 8888)

Dépendances Python

Package	Version
mcp[cli]	>=1.26.0, <2.0.0
pigpio	>=1.78, <2.0

Installation :

poetry install

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Auto-détection de l'environnement

robot/__init__.py détecte automatiquement le mode de fonctionnement au démarrage :

Situation	ESIEABOT_HOST	pigpio installé ?	Mode activé
Développement PC pur	Non défini	Non	Stub — simulation console
Architecture B (PC → Pi)	192.168.x.x	Oui	Remote — connexion pigpio distante
Architecture A (sur le Pi)	Non défini	Oui	Local — pigpiod local

Mode simulation — Stub GPIO

robot/stub.py simule tous les appels GPIO dans la console sans aucun matériel :

[STUB] pigpio connecté (mode simulation — cible: local)
[STUB] GPIO 24 → OUTPUT
[STUB] GPIO 24 = HIGH
[STUB] GPIO 7 = HIGH
[STUB] Servo GPIO 16 : pulse = 1500µs
[STUB] pigpio déconnecté

Mode simulation — Caméra

Si ESIEABOT_HOST n'est pas défini, camera.py retourne automatiquement debug_photo.jpg au lieu de tenter une connexion SSH. Cette photo (prise depuis la perspective du robot, au ras du sol) permet de tester le tool take_photo complètement hors ligne sans aucun crash.

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Configuration de l'esieabot

1. Activer pigpiod en écoute réseau

Par défaut, pigpiod n'écoute que sur localhost. Pour l'Architecture B :

ssh pi@<IP_DE_TON_ESIEABOT>
sudo systemctl edit pigpiod

Ajouter :

[Service]
ExecStart=
ExecStart=/usr/bin/pigpiod -n

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart pigpiod

# Vérification — doit afficher une ligne avec *:8888
ss -tlnp | grep 8888

2. Configurer SSH sans mot de passe

# Sur votre PC
ssh-keygen -t ed25519        # si pas déjà fait
ssh-copy-id pi@<IP_DE_TON_ESIEABOT>

# Test
ssh pi@<IP_DE_TON_ESIEABOT> "echo OK"

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Lancement du serveur

Mode simulation — sans robot

poetry run python server.py

Sortie attendue :

⚠️ Aucun hôte caméra. Passage en mode SIMULATION (Photo locale).
⚠️ pigpio non trouvé. Passage en mode SIMULATION (Stub global).
INFO:     Uvicorn running on http://0.0.0.0:8000

Mode réel — Architecture B (PC → Pi)

# Linux / macOS
ESIEABOT_HOST=<IP_DE_TON_ESIEABOT> poetry run python server.py

# Windows (PowerShell)
$env:ESIEABOT_HOST="<IP_DE_TON_ESIEABOT>"; poetry run python server.py

# Windows (cmd)
set ESIEABOT_HOST=<IP_DE_TON_ESIEABOT> && poetry run python server.py

Sortie attendue :

✅ Caméra configurée pour l'hôte : <IP>
🤖 Robot connecté physiquement (pigpio → <IP>)
INFO:     Uvicorn running on http://0.0.0.0:8000

Le serveur écoute sur http://localhost:8000/mcp.

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Primitives MCP exposées

Tools (12)

Tool	Description	Validation entrée
ping	Vérifie que le serveur est en ligne	—
identify	Hostname, OS, version Python du robot	—
move_forward	Avance en ligne droite avec suivi de progression temps réel	durée [0.1–10.0 s]
move_backward	Recule en ligne droite	durée [0.1–10.0 s]
turn_left	Pivote à gauche sur place	durée [0.1–5.0 s]
turn_right	Pivote à droite sur place	durée [0.1–5.0 s]
emergency_stop	Arrêt immédiat de tous les moteurs	—
set_servo_angle	Positionne le servomoteur à un angle précis	angle [0–180°]
detach_servo	Désarme le servomoteur (coupe le signal PWM)	—
take_photo	Prend une photo et la retourne directement à Claude	—
list_captures	Liste toutes les photos dans ./captures/ avec leur taille	—
get_capture	Affiche une photo spécifique par nom de fichier	nom de fichier

Resources (2)

URI	Description	Mode simulation
robot://status	Température CPU, mémoire, uptime du Pi via SSH	Retourne (Mode simulation — Hors ligne)
robot://captures	Liste statique des captures disponibles	Liste les fichiers présents dans ./captures/

Prompt (1)

Prompt	Paramètres	Description
patrol_mission	area (défaut: "bureau"), photo_count (défaut: 3)	Génère une mission de patrouille complète pour Claude

Exemple d'utilisation dans Claude Desktop :

« Utilise le prompt patrol_mission pour le couloir avec 2 photos »

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GPIO de l'esieabot

Composant	GPIO BCM	Fonction
Moteur gauche — avance	24	Sens marche avant gauche
Moteur gauche — recul	23	Sens marche arrière gauche
Moteur droit — avance	7	Sens marche avant droit
Moteur droit — recul	8	Sens marche arrière droit
Servomoteur	16	Angle PWM (500–2500 µs)

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Connexion avec Claude Desktop

Éditez le fichier de configuration de Claude Desktop :

• Windows : %APPDATA%\Claude\claude_desktop_config.json
• macOS : ~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json

{
  "mcpServers": {
    "esieabot": {
      "type": "streamable-http",
      "url": "http://localhost:8000/mcp"
    }
  }
}

Redémarrez Claude Desktop. Les 12 tools esieabot apparaissent automatiquement.

Exemples d'interactions avec Claude

« Quel est l'état de mon robot ? »
→ Claude consulte la resource robot://status

« Avance pendant 2 secondes puis tourne à droite »
→ Claude appelle move_forward(duration=2.0) puis turn_right(duration=0.5)

« Prends une photo »
→ Claude appelle take_photo() et affiche l'image dans la conversation

« Liste les captures disponibles »
→ Claude appelle list_captures() ou consulte robot://captures

« Utilise le prompt de patrouille pour le bureau avec 2 photos »
→ Claude charge patrol_mission(area="bureau", photo_count=2) et exécute la mission

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Test avec le MCP Inspector

npx -y @modelcontextprotocol/inspector

Connectez-vous à http://localhost:8000/mcp pour tester chaque tool individuellement sans Claude Desktop.

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Bonus implémentés

Bonus	Description	Implémentation
C — Resource captures	robot://captures liste les photos disponibles passivement	@mcp.resource("robot://captures") dans server.py
D — Progress reporting	move_forward reporte la progression en temps réel par paliers	ctx.report_progress() + asyncio.sleep() par paliers de 1/5
E — Connexion pigpio partagée	Une seule instance pigpio.pi() partagée entre moteurs et servos	Instance unique créée dans robot_lifespan(), injectée via MotorController(pi=pi) et ServoController(pi=pi)

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Auteure

Vanelle Stéphanie MANGOUA DJOUSSEU
Étudiante ING3 — Systèmes Embarqués et Autonomes
ESIEA Paris (Ivry-sur-Seine)
[email protected]