Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article décrit les technologies utilisées dans les robots humanoïdes. Suivant l’application visée, des indications sont données pour aider au choix de la structure mécanique, notamment le squelette, les différents actionneurs, la structure informatique et les capteurs. Deux types d’applications sont considérés : les robots humanoïdes à haute performance destinés à la robotique de service et d’intervention et les robots humanoïdes destinés à valider les modèles de l’être humain. La présentation se base sur les réalisations les plus marquantes du domaine. Un tableau synthétisant les différentes caractéristiques est donné en fin d'article.
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This text describes the technologies involved in humanoid robotics. According to the targeted application, some guidelines are given to make appropriate choices concerning the mechanical structure, for instance the kinematic topology, the actuators, the computer architecture, and the sensors. Two types of applications are considered : high performance humanoids for service and rescue, and humanoids for validating biological models of humans. The presentation is based upon the most relevant success in the field. The reader will find a table synthesizing the different characteristics of those robots.
Auteur(s)
-
Olivier STASSE : Directeur de recherche au CNRS Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes, CNRS, Toulouse, France
INTRODUCTION
Il existe pour les robots humanoïdes deux grandes classes d'applications. La première vise à construire des systèmes polyvalents et performants capables d'agir dans des environnements humains. Éventuellement, ces robots agiront comme des collaborateurs robotiques, aussi appelés « cobots ». La deuxième classe vise à valider des concepts de recherche sur des modèles biologiques et/ou cognitifs. La division entre ces deux classes n'est pas toujours aisée, l'une profitant généralement des avancées scientifiques ou techniques réalisées dans l'autre. La différence est cependant flagrante lorsque l'on compare un robot comme Schaft conçu pour intervenir dans des environnements sinistrés, et le robot iCub conçu pour valider les modèles d'évolution de la cognition chez les enfants. Dans cet article, des principes spécifiques aux[nbsp ]robots humanoïdes sont présentés pour la conception de la structure mécanique suivant le contexte applicatif. La deuxième partie introduit des considérations liées au choix de la structure informatique permettant le contrôle du robot et l'implémentation d'applications distribuées complexes visant la réalisation de comportements évolués. La troisième partie explore les actionneurs utilisés classiquement et ceux qui ont vu le jour dernièrement en robotique humanoïde suite à diverses avancées techniques. Enfin, un tableau de synthèse récapitule les caractéristiques des principaux robots humanoïdes.
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MOTS-CLÉS
Robotique humanoïde Robotique de service Robotique d'intervention Robotique manufacturière Composants des robots humanoïdes
KEYWORDS
Humanoid robotics | Service Robots | Rescue Robot | Industrial Robot | Humanoid robots components
DOI (Digital Object Identifier)
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Conclusion
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4. Capteurs
4.1 Encodeurs
Les encodeurs sont indispensables pour évaluer l'état courant du robot. Une très bonne précision est nécessaire, notamment pour les jambes, afin de prévenir les impacts à l'atterrissage du pied de vol. Avec un actionneur électrique, l'encodeur, généralement un codeur incrémental, est fixé sur l'axe du moteur, ce qui permet, compte tenu du rapport de réduction, d'avoir une très bonne précision du déplacement au niveau de l'articulation. Typiquement, la précision articulaire d'un robot comme le HRP-2 est de l'ordre de quelques millièmes de degrés. La position du corps auquel l'actionneur est fixé est calculée d'après le modèle de la relation entre l'encodeur et l'actionnement. Des erreurs peuvent être causées par l'élasticité de l'actionneur, les flexibilités et les jeux mécaniques. Peu de robots comme ARMAR ou iCub ont une lecture directe des positions articulaires, c'est-à-dire après la réduction, qui permet de réduire les erreurs spécifiques à l'actionnement. On utilise pour ce faire des codeurs absolus, qui évitent en outre d'avoir à lancer une procédure de calibration du robot à chaque mise en service. Cependant, la précision articulaire peut en être affectée et la compliance interne des actionneurs peut alors introduire des modes de résonance menant à des oscillations importantes du système. Pour cette raison, le robot LOLA utilise à la fois des encodeurs en sortie du moteur et à la sortie du système d'actionnement, permettant ainsi de mettre en place les deux types de contrôle .
HAUT DE PAGE4.2 Capteurs d'effort
La meilleure façon pour assurer le maintien en équilibre d'un robot humanoïde est de placer un capteur d'effort au niveau de chacun de ses pieds. Ces capteurs d'effort permettent notamment de mesurer la position p du centre de pression, telle que :
...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALFAYAD (S.) - Robot humanoïde HYDROÏD : actionnement, structure cinématique et stratégie de contrôle. - PhD thesis, Université de Versailles Saint-Quentin en Yvelines (2010).
-
(2) - ALFAYAD (S.), BEN OUEZDOU (F.), NAMOUN (F.), CHENG (G.) - High performance integrated electrohydraulic actuator for hydraulics – Part I : Principle, prototypel design and first experiments. - Sensors and Actuators A : Physical, 169, p. 115-123 (2011).
-
(3) - ALIREZAEI (H.), NAGAKUBO (A.), KUNIYOSHI (Y.) - A highly stretchable tactile distribution sensor for smooth surfaced humanoids. - In IEEE/RAS Int. Conf. on Humanoid Robotics (ICHR) (2007).
-
(4) - ANDO (N.), KURIHARA (S.), BIGGS (G.), SAKAMOTO (T.), NAKAMOTO (H.) - Software deployment infrastructure for component based rt-systems. - Journal of Robotics and Mechatronics, 23(13), p. 350-359 (2011).
-
(5) - ARGENTIERI (S.), PORTELLO (A.), BERNARD (M.), DANÉS (P.), GAS (B.) - The technology of binaural listening. - Chapter binaural systems in robotics,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
IEEE Technical committee on Humanoid Robotics http://www.ieee-ras.org/humanoid-robotics
Description de Robot Operating System (ROS), site officiel http://www.ros.org/ (page consultée le 13/02/2014)
Site officiel de l'Open Source Robotics Foundation http://www.osrfoundation.org (page consultée le 20/02/2014)
Site officiel de Yarp http://www.yarp.it/latest/
Site officiel de OpenRTM http://www.openrtm.org/
Capteur de force KMSi de la société IPR http://www.iprworldwide.com/en/products/standard-components/force-and- torque-sensors/product-infos.html?tx_ttproducts_pi1[cat]=1462& tx_ttproducts_pi1[backPID]=79_ttproducts_pi1[product]=251& cHash=d25c92ecd764cff1415a7f8b5b6baa7a
HAUT DE PAGE
International Conference on Humanoid Robots, Innorobo
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