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Stratégie coopérative pour la mise en œuvre d'une flotte de robots mobiles dans un milieu ouvert et encombré

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Academic year: 2021

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Texte intégral

(1)

HAL Id: tel-01076908

https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01076908

Submitted on 23 Oct 2014

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de robots mobiles dans un milieu ouvert et encombré

Guillaume Lozenguez

To cite this version:

Guillaume Lozenguez. Stratégie coopérative pour la mise en œuvre d’une flotte de robots mobiles dans

un milieu ouvert et encombré. Systèmes embarqués. université de caen, 2012. Français. �tel-01076908�

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ECOLE DOCTORALE ´ : SIMEM

TH` ESE

pr´esent´ee par

Guillaume Lozenguez

et soutenue le 11 D´ecembre 2012

en vue de l’obtention du

DOCTORAT de l’UNIVERSIT´ E de CAEN

sp´ ecialit´ e : Informatique et applications (Arrˆ et´ e du 7 aoˆ ut 2006)

Strat´ egie coop´ erative pour la mise en œuvre d’une flotte de robots mobiles

dans un milieu ouvert et encombr´ e

MEMBRES du JURY

Dominique Duhaut Professeur Univ. de Bretagne Sud (Rapporteur) Raja Chatila Directeur de recherche CNRS, Paris (Rapporteur) Abderraf`ıˆ aa Koukam Professeur Univ. de Tech. Belfort-Montb´eliard

Nadine Lefort-Piat Professeure Ecole ENSMM de Besan¸con

Aur´elie Beynier Maˆıtre de Conf´erences Univ. Pierre et Marie CURIE (Co-encadrant)

Lounis Adouane Maˆıtre de Conf´erences Univ. Blaise Pascal (Co-encadrant)

Philippe Martinet Professeur Ecole Centrale de Nantes (Directeur)

Abdel-Illah Mouaddib Professeur Univ. Caen Basse-Normandie (Directeur)

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✶✳✷✷ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❝♦♥♥❡①✐♦♥✱ ❝❤❡♠✐♥ ❡t tr❛❥❡❝t♦✐r❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✵

✶✳✷✸ ❉é✜♥✐t✐♦♥ ré❣✉❧✐èr❡ ❞❡s ♣♦✐♥ts ❞❡ ♣❛ss❛❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✶

✶✳✷✹ ❈♦♥str✉❝t✐♦♥ ❞✉ ❣r❛♣❤❡ ❞❡ ❞é♣❧❛❝❡♠❡♥t ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✶

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✶✳✷✼ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❞é✈✐❛t✐♦♥ ♣♦ss✐❜❧❡ ❧♦rs ❞✬✉♥ ❞é♣❧❛❝❡♠❡♥t ❧✐♥é❛✐r❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✹

✶✳✷✽ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ♠❡s✉r❡s ❞✬✉♥ ❝❛♣t❡✉r té❧é♠étr✐q✉❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✺

✶✳✷✾ ■❧❧✉str❛t✐♦♥ ❞✬✉♥❡ ❣r✐❧❧❡ ❞✬♦❝❝✉♣❛t✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✽

✶✳✸✵ P❡r❝❡♣t✐♦♥ ❝♦♥s✐st❛♥t❡ ♦✉ ♥♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✽

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✷✳✶ ❆✉t♦♠❛t❡ à ❡♥s❡♠❜❧❡ ✜♥✐ ❞✬ét❛ts ❞✉ r♦❜♦t ♥❡tt♦②❡✉r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✷

✷✳✷ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ♣❧❛♥ ✈❛❧✐❞❡ s♦✉s✲♦♣t✐♠❛❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✸

✷✳✸ ❩♦♦♠ s✉r ✉♥ ❝♦✉♣❧❡ ✭ét❛t✱ ❛❝t✐♦♥✮ ❛✈❡❝ ❞❡s tr❛♥s✐t✐♦♥s ♣r♦❜❛❜✐❧✐st❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✺

✷✳✹ ❘és❡❛✉ ❜❛②❡s✐❡♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✻

✷✳✺ ❉é✜♥✐t✐♦♥ ré❣✉❧✐èr❡ ❞❡ ♣♦✐♥t ❞❡ ♣❛ss❛❣❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✶

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✷✳✻ ❈♦♥str✉❝t✐♦♥ ❞✉ ❣r❛♣❤❡ ❞❡ ❞é♣❧❛❝❡♠❡♥t ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✶

✷✳✼ ❆r❜r❡ ❞❡ r❡❝❤❡r❝❤❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✷

✷✳✽ ❈♦♥tr❡ ❡①❡♠♣❧❡ ❞❡ str❛té❣✐❡ ❞✬❡①♣❧♦r❛t✐♦♥ ♦♣t✐♠❛❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✸

✷✳✾ ❊①❡♠♣❧❡ ❞✬✉♥ Pr♦❝❡ss✉s ❉é❝✐s✐♦♥♥❡❧ ❞❡ ▼❛r❦♦✈ ✭▼❉P✮ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✺

✷✳✶✵ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ▼❉P ♦r✐❡♥té ♣❛r 2 ♦❜❥❡❝t✐❢s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✼

✷✳✶✶ ➱t❛t ✐♥✐t✐❛❧ ❞✉ r♦❜♦t ❡①♣❧♦r❛t❡✉r ❞❛♥s s♦♥ ❡♥✈✐r♦♥♥❡♠❡♥t ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✼

✷✳✶✷ ❊①❡♠♣❧❡s ❞❡ ❧✬ét❛t ❞✬✉♥ r♦❜♦t ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✽

✷✳✶✸ ❙✐t✉❛t✐♦♥ ♦ù ❧❛ ♣♦❧✐t✐q✉❡ ❝❛❧❝✉❧é❡ s❡r❛ ♦♣t✐♠❛❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✺✽

✷✳✶✹ ❊①❡♠♣❧❡ ❞✬♦❜s❡r✈❛t✐♦♥s ♣♦ss✐❜❧❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✶

✷✳✶✺ ➱t❛ts ♠✉❧t✐✲r♦❜♦ts ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✻✺

✸✳✶ ❆r❝❤✐t❡❝t✉r❡ ●é♥ér✐q✉❡ ❞✉ ▲❆❆❙ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✶

✸✳✷ ❆r❝❤✐t❡❝t✉r❡ ❈▲❆❘❆t② ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✷

✸✳✸ ❆r❝❤✐t❡❝t✉r❡ ❤✐ér❛r❝❤✐q✉❡ s✉r 5 ♥✐✈❡❛✉① ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✹

✸✳✹ ❆r❝❤✐t❡❝t✉r❡ P❘❉❈ ✭P❡r❝❡♣t✐♦♥✱ ❘❡♣rés❡♥t❛t✐♦♥✱ ❉é❧✐❜ér❛t✐♦♥ ❡t ❈♦♥trô❧❡✮ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✺

✸✳✺ ◆✐✈❡❛✉ ré❛❝t✐❢ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✻

✸✳✻ ◆✐✈❡❛✉ ❝♦❣♥✐t✐❢ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✼✽

✸✳✼ P❛rt✐❡ ♣❡r❝❡♣t✐♦♥ ❛✈❡❝ ❧❡s ✹ ♠♦❞✉❧❡s r❛✣♥❡✉rs✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✵

✸✳✽ ❊♥✈✐r♦♥♥❡♠❡♥t ❡t r❡♣rés❡♥t❛t✐♦♥ ❧♦❝❛❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✶

✸✳✾ ▲❡s ✽ ét❛ts ♣❡r❝❡♣t✐❢s sé♠❛♥t✐q✉❡s ♣♦ss✐❜❧❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✷

✸✳✶✵ P❛rt✐❡ ❈♦♥trô❧❡ ❛✈❡❝ ❧❡s ✸ ♠♦❞✉❧❡s ❝♦♥trô❧❡✉rs✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✸

✸✳✶✶ ❈♦♥trô❧❡ ♠étr✐q✉❡ ❛✈❡❝ é✈✐t❡♠❡♥t ❞✬♦❜st❛❝❧❡✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✹

✸✳✶✷ ❊♥❝❡r❝❧❡♠❡♥t ❞✬✉♥ ♦❜st❛❝❧❡ ♣❛r ❧❛ ❣❛✉❝❤❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✹

✸✳✶✸ ❈♦♥trô❧❡ ♣❛r sé❧❡❝t✐♦♥ ❞❡ ♣❛ss❛❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✺

✸✳✶✹ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❘♦❛❞✲▼❛♣ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✻

✸✳✶✺ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ ❝♦rr❡❝t✐♦♥ ❞❡ ❧♦❝❛❧✐s❛t✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✼

✸✳✶✻ P❛rt✐❡ ❉é❧✐❜ér❛t✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✽✽

✸✳✶✼ ❱✉❡s s✉r ❧❡ ❝❛❞r❡ ❡①♣ér✐♠❡♥t❛❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✵

✸✳✶✽ P♦s✐t✐♦♥♥❡♠❡♥t ❞✉ ❧❛s❡r ❡t ❞ét❡❝t✐♦♥ ❞❡ tr♦tt♦✐rs ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✵

✸✳✶✾ ▲♦❝❛❧✐s❛t✐♦♥ ❣❧♦❜❛❧❡ ❧❡ ❧♦♥❣ ❞✬✉♥ ❝♦✉❧♦✐r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✶

✸✳✷✵ ❉✐✛ér❡♥❝❡s ❞❛♥s ❧❡s tr❛❥❡❝t♦✐r❡s ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✶

✸✳✷✶ ❘és✉❧t❛t ❞✬❡①♣ér✐♠❡♥t❛t✐♦♥ ré❡❧❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✶

✸✳✷✷ ❊①♣ér✐♠❡♥t❛t✐♦♥✱ ❧✬❛❧❧❡r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✷

✸✳✷✸ ❊①♣ér✐♠❡♥t❛t✐♦♥✱ ❧❡ r❡t♦✉r ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✸

✸✳✷✹ ❙✐♠✉❧❛t✐♦♥ ❞✬❡①♣❧♦r❛t✐♦♥✱ ét❛t ✐♥✐t✐❛❧✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✹

✸✳✷✺ ❈ré❛t✐♦♥ ❞❡s ♣r❡♠✐❡rs ♥÷✉❞s ❞❛♥s ❧❛ ❝❛rt❡✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✺

✸✳✷✻ Pr❡♠✐❡r ❡♥❝❡r❝❧❡♠❡♥t ❞✬♦❜st❛❝❧❡✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✺

✸✳✷✼ ❋❡r♠❡t✉r❡ ❞❡ ❜♦✉❝❧❡✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✺

✸✳✷✽ ❊①♣❧♦r❡r ❧❡s ❡①tré♠✐tés✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✻

✸✳✷✾ ❊①♣❧♦r❛t✐♦♥ ❞❛♥s ✉♥ ét❛t ❛✈❛♥❝é✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✾✻

✹✳✶ ❊①❡♠♣❧❡ ❞❡ Pr♦❝❡ss✉s ❉é❝✐s✐♦♥♥❡❧ ❞❡ ▼❛r❦♦✈ ❉é❝♦♠♣♦sé ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✵✶

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✺✳✼ ❈❛❞r❡ ❡①♣ér✐♠❡♥t❛❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✶✹✻

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