Apprentissage par démonstration pour la planification de prises : application à la préhension robotique pluri-digitale et sous-actionnée
Auteur / Autrice : | Clément Rolinat |
Direction : | Christelle Godin |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Signal, image, paroles, télécoms |
Date : | Soutenance le 15/06/2022 |
Etablissement(s) : | Université Grenoble Alpes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'intégration des systèmes et des technologies (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2001-....) |
Jury : | Président / Présidente : Philippe Bidaud |
Examinateurs / Examinatrices : Pedro Rodriguez Ayerbe, Sylvie Charbonnier | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Gazeau, Youcef Mezouar |
Mots clés
Résumé
La préhension est une capacité clé en robotique : le préhenseur est à l’interface entre le robot et son environnement. La problématique de la polyvalence, c’est-à-dire la capacité à s’adapter à de nombreuse tâche de préhension, est un sujet actif de recherche. Concernant les préhenseurs, des architectures pluri-digitales et sous-actionnées ont été conçues dans cet objectif. Concernant la polyvalence de la planification de prises, l’algorithme doit être en mesure de s’adapter à plusieurs objets et de déterminer, parmi un ensemble de prises possibles pour un objet donné, la prise à exécuter en fonction du contexte. Pour cela, cet ensemble de prises possibles doit être déterminé et caractérisé préalablement dans une phase d’exploration de l’espace des prises. Dans le cas d’un préhenseur pluri-digital et sous-actionné, cette exploration est rendue complexe par la taille de l’espace de configurations d’un tel préhenseur, et par la présence d’articulations passives. La principale contribution de cette thèse est de proposer une méthode permettant d’explorer efficacement l’espace des prises d’un préhenseur pluri-digital et sous-actionné à l’aide d’autoencodeurs variationnels. Cette méthode repose sur des prises spécifiées par un opérateur, autour desquelles l’exploration est concentrée, et caractérise les prises ainsi explorées à l’aide d’une métrique de qualité analytique. Le rôle des auto-encodeurs variationnels est de modéliser la structure de l’espace des prises afin de générer efficacement des configurations de prise réalistes, et de prédire la valeur de qualité de prise associée. Cette méthode a été validée en simulation ainsi qu’en condition réelles.