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.
L'expertise technique et scientifique de référence
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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Présentation
Structure informatique
En anglais
1. Structure mécanique
1.1 Principes de conception généraux
Les robots humanoïdes sont des objets mécatroniques complexes. À ce titre, il est nécessaire de considérer dans son ensemble la structure mécanique, la structure informatique et les algorithmes que l'on souhaite utiliser pour l'application visée. L'encombrement, le poids et la puissance du robot ont également un impact sur sa structure. Reprenons les deux grandes catégories d'applications mentionnées dans l'introduction : la performance en génération de mouvements et la validation de modèles biologiques et/ou cognitifs. Le robot ATLAS de Boston Dynamics est un exemple de la première catégorie, tandis que le robot Kenshiro de l'université de Tokyo est un représentant de la seconde.
Lorsque le but est d'obtenir un robot ayant de bonnes performances en termes de vitesse de marche, l'expérience des robots marcheurs tels que les HRP de Kawada Industries ou le robot LOLA de l'université technologique de Munich montre qu'il est crucial du point de vue mécanique de prendre en compte les deux aspects suivants : la distribution des masses d'une part, les résonances mécaniques indésirables d'autre part. Le dernier point nécessite de supprimer les sources de compliance soit au niveau des segments, soit au niveau des articulations. On obtient alors des robots très rigides, mais sur lesquels le contrôle peut être de très bonne qualité. Dans la deuxième catégorie de robots, l'interaction homme-robot est une...
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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
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International Conference on Humanoid Robots, Innorobo
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