Optimisation de la locomotion de robots bas coût à pattes

Optimizing locomotion on low-cost legged robots

• Auteur / Autrice : Grégoire Passault
• Direction : Olivier Ly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 14/12/2016
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
• Jury : Président / Présidente : Serge Chaumette
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Reinhard Gerndt
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Blazevic, Nicolas Jouandeau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Robots -- Mouvements

Robotique

Mots clés libres

Robotique

Allure

Pattes

Locomotion

Bas coût

Robotics

Gait

Legged

Locomotion

Low-cost

Résumé

Les robots à pattes promettent de pouvoir marcher sur des terrains irréguliers, voire accidentés. Ils trouvent dès aujourd'hui une application ludo- éducative. Nous présentons la plateforme Metabot, un robot quadrupède open-source, qui a été développée pour l'éducation. Cette dernière s'inscrit dans le contexte technologique actuel, qui permet, grâce à un accès au prototypage rapide et aux composants sur étagère de construire des robots à pattes autrefois présents uniquement dans les laboratoires. Cette plateforme a été utilisée dans l'enseignement secondaire, afin de permettre à des élèves de découvrir la robotique, ainsi que la programmation. Nous décrivons par la suite un environnement mis au point dans le but d'étudier la locomotion des robots à pattes, en étendant le contrôleur expert développé sur Metabot à une plus grande famille de robots. Nous avons réalisé une série d'expériences en simulation sur moteur physique que nous avons analysées dans le but de mieux comprendre les règles qui régissent la locomotion des robots à pattes. Enfin, nous nous intéressons à la locomotion bipède, qui pose le problème de la stabilité. Lors du développement de notre plateforme Sigmaban, un petit robot humanoïde conçu pour participer à la RoboCup, nous avons créé un capteur permettant d'estimer le centre de pression du robot. Nous exploitons ce dernier pour améliorer la stabilité latérale du robot, en créant ainsi une marche en boucle fermée.

A promise of legged robots is being able walking on irregular or uneven floor. It is already used nowadays in education and entertainment applications. We introduce the Metabot platform, an open-source quadruped robot developped for education. This takes place in current technological context which allows, thanks to an access to fast prototyping and off-shelf components, building legged robots that were formerly only present in laboratories. This platform was used for teaching in secondary schools, allowing students to discover robotics, and especially programming. We then describe an environment designed to study legged robots locomotion, extending the expert controller designed for Metabot. We realized some physics simulation experiments and analyzed it to get a better understanding of the legged locomotion underlying rules. At last, we get a closer look at biped locomotion, for which stability problems arise. When developping our Sigmaban platform, a small-sized humanoid robot created to participate in RoboCup soccer, we designed foot pressure sensors that allow us to estimate the robot center of pressure. We exploit these sensors to improve the lateral stability on the robot, creating a closed-loop walk.