Architecture de contrôle pour un robot humanoïde à actionnement hydraulique
Auteur / Autrice : | Anas Ammounah |
Direction : | Samer Alfayad, Sami Tliba, Stéphane Delaplace |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Robotique |
Date : | Soutenance le 14/10/2021 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Informatique, Biologie Intégrative et Systèmes Complexes (Evry, Essonne) |
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....) | |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Informatique et sciences du numérique (2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Olivier Stasse |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Gazeau, Mohamed Djemai, Sophie Sakka, Catherine Bonnet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Gazeau, Mohamed Djemai |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
HYDROïD est le premier robot humanoïde à actionnement hydraulique en Europe. Cette plateforme de recherche a été créée pour émuler le corps humain. L'émulation du corps humain est importante car l'objectif du robot humanoïde du futur est de coopérer et d'interagir avec les humains, voire de les remplacer dans des scénarios dangereux. Cette interaction nécessite des aspects de sécurité. L'émulation et le fait de disposer d'un robot anthropomorphe comme le corps humain simplifient la réalisation de cet objectif. De nombreux aspects de l'émulation ont déjà été réalisés, l'actionnement du robot émule les muscles humains, les mécanismes hybrides émulent la cinématique humaine et l'effet agoniste-antagoniste, la conception mécanique du robot émule la morphologie fine et la distribution de masse du corps humain, et le flux hydraulique émule le flux sanguin à l'intérieur du corps.Dans cette thèse, nous avons cherché à émuler l'architecture du système nerveux humain, c'est-à-dire la structure physique, la transmission et le traitement de l'information. Nous avons proposé une architecture de contrôle en couches pour HYDROïD. Une architecture distribuée avec 12 contrôleurs locaux a été conçue pour être placée sur le corps du robot afin de contrôler 36 articulations cinématiques actionnées hydrauliquement. Un PC central doté d'un système d'exploitation en temps réel gère le mouvement du corps entier par le biais d'un intergiciel en temps réel et de la communication EtherCAT. Chaque contrôleur local est une unité informatique intégrée complète permettant de contrôler le robot au niveau des articulations. Un pilote personnalisé a été construit pour contrôler l'actionnement hydraulique. Nous avons étudié deux approches à ce niveau, en utilisant une approche à boucle unique et une approche multithreading.