Approche bio-mimétique pour la conception et la simulation du comportement dynamique de robots bipèdes

par Olivier Bruneau

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Jean-Claude Guinot.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

Le processus de conception de robots marcheurs bipèdes et de leurs allures soulevé le problème crucial de l'élaboration d'outils d'analyse du comportement dynamique global de ces structures et de leurs performances. C'est dans ce cadre que s'insère le travail présenté dans ce manuscrit. Apres une mise en relief de l'utilité des marcheurs dynamiques et de leur étude, ainsi qu'une tentative de synthèse des approches existantes, le premier chapitre soulevé la problématique de conception liée à cette classe particulière de systèmes mécaniques. Elle mené à la proposition d'une méthodologie et d'un ensemble d'outils dédies a la conception de marcheurs dynamiques et de leurs allures. Le second chapitre traite de la définition de structures locomotrices permettant d'assurer des taches de locomotion telles que la marche ou la course. Le troisième chapitre expose une méthode pour générer les allures de robots marcheurs et permet de résoudre le problème de la variation géométrique, massique et topologique d'un système pour la réalisation d'une allure et d'effectuer la transition entre deux vitesses d'une même allure. Cette méthode est basée sur la composition d'opérateurs spatio-temporels qui permettent de modifier en ligne ou hors ligne les trajectoires de référence enregistrées sur des structures réelles standards. Le quatrième chapitre décrit le modèle choisi pour l'interaction entre le robot et le sol sur lequel il évolue. La modélisation s'appuie sur une formulation distribuée et compliante du contact permettant de dépasser l'hypothèse communément adoptée et limitative d'un contact ponctuel invariant géométriquement au cours du temps. Un ensemble de résultats obtenus avec la méthodologie et l'approche proposées sont finalement donnes.

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