Manipulation robotique à deux mains inspirée des aptitudes humaines

Dual-arm robotic manipulation inspired by human skills

• Auteur / Autrice : Marija Tomic
• Direction : Christine Chevallereau, Kosta JOVANOVIĆ
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique, productique et robotique
• Date : Soutenance le 04/07/2018
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes en cotutelle avec Univerzitet u Beogradu
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
• Partenaire(s) de recherche : Faculté : Faculté de génie électrique de Belgrade
• Jury : Président / Présidente : Željko Ðurović
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Chevallereau, Kosta JOVANOVIĆ, Željko Ðurović, Philippe Fraisse, Aleksandar Rodić, Yannick Aoustin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Željko Ðurović, Philippe Fraisse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Robots -- Cinématique

Robots -- Mouvements

Robots humanoïdes

Mots clés libres

Habileté humaine

Commande optimale inverse

Cinématique inverse

Imitation de mouvements humains

Robots humanoïdes

Human motion skills

Inverse optimal control algorithm

Inverse kinematics algorithm

Human motion imitation

Humanoid robots

Résumé

Le nombre de robot humanoïde s’est accru ces dernières années pour pouvoir collaborer avec l’homme ou le remplacer dans des tâches fastidieuses. L’objectif de cette thèse est de transférer aux robots humanoïdes, des habilités ou compétences humaines, en particulier pour des mouvements impliquant une coordination entre les deux bras. Dans la première partie de la thèse, un processus de conversion d’un mouvement humain vers un mouvement de robot, dans un objectif d’imitation est proposé. Comme les humains possèdent beaucoup plus de degrés de liberté qu’un robot humanoïde, les mouvements identiques ne peuvent pas être produits, les caractéristiques(longueurs des corps) peuvent aussi être différentes. Notre processus de conversion prend en compte l’enregistrement des localisations de marqueurs attachés aux corps de l’humain et des articulations pour améliorer les processus d’imitation. La deuxième partie de la thèse vise à analyser les stratégies de génération du mouvement utilisées par l’homme. Les mouvements humains sont supposés optimaux et notre objectif est de trouver un critère à minimiser pendant les manipulations. Nous faisons l’hypothèse que ce critère est une combinaison de critères classiquement utilisés en robotique et nous recherchons les poids de chaque critère qui représente au mieux le mouvement humain. De cette façon, une approche de commande cinématique optimale peut ensuite être utilisée pour générer des mouvements du robot humanoïde.

The number of humanoid robots has increased in recent years to be able to collaborate with humans or replace them in tedious tasks. The objective of this thesis is to transfer to humanoid robots, skills or human competences, in particular for movements involving coordination between the two arms. In the first part of the thesis, a process of conversion from a human movement to a robot movement, with the aim of imitation is proposed. Since humans have much more freedom than a humanoid robot, identical movements cannot be produced, the characteristics (body lengths) canal so be different. Our conversion process takes into account the recording of marker locations attached to human bodies and joints to improve the imitation processes. The second part of the thesis aims at analyzing the strategies used by humans to generate movement. Human movements are assumed to be optimal and our goal is to find criteria minimized during manipulations. We hypothesize that this criterion is a combination of classical criteria used in robotics and we look for the weights of each criterion that best represents human movement. In this way, an optimal kinematic control approach can then be used to generate movements of the humanoid robot.