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Titre :
Vers des robots autonomes.
Légende - Résumé :
Présentation des recherches menées au sein du projet Sharp de l'INRIA Rhône-Alpes, dans le domaine de la programmation robotique : le but est de donner plus d'autonomie aux robots, de les rendre capables de s'adapter à leur environnement pour effectuer des tâches complexes.
Le film aborde successivement les trois directions complémentaires explorées par les chercheurs :
- planification de mouvement : les différentes techniques utilisées et des exemples de leur intégration dans des systèmes robotiques ;
- simulation dynamique : un nouveau logiciel qui tient compte des données physiques liées aux interactions entre le robot et son environnement ;
- autonomie de mouvement pour les véhicules : une architecture de navigation autonome dont la mise au point expérimentale s'effectue sur une voiture électrique.
Nom de fichier :
Inria-355_vers_des_robots_autonomes-fr.mp4
Titre :
Vers des robots autonomes.
Année :
1996
Durée (min) :
00:15:00
Publications :
https://videotheque.inria.fr/videotheque/doc/355
Autres versions :
Master VF : 355
Master VEN : 359
Autre : Lien externe :
Lien Equipe-projet :
Lien Centre de Recherche :
Mots clés :
N° master :
355
Durée :
15 min 00 sec
IsyTag :
- - · - algorithme - Ariane· - aujourd' - chemin - cinématique - contrainte - contrôle - dynamique - ensemble - environnement· - géométrique - graphe· - image - interaction - ligne - méthode - modèle - mouvement - objet - objet· - planificateur - planification - plate-forme - problème - problème‚ - recherche - réel - robot - trajectoire - véhicule - vitesse
Transcription automatiqu :
les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'des activités de recherche du projet charbon les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines alors paradoxalement robots sont parmi les outils industriels les moins souples très dans leur mécanique et très souvent réutilisation on demande un robot également c'est sa polyvalence je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme euh de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique solution euh pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran cette optique aleph technologies société issue de l'in raya développe le logiciel act particularité de ag c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production euh effective c'est un travail considérable passer d'une simple simulation regardez si le robot peut atteindre telle ou zone a donné les ordres effectifs au robot réel rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes l'évolution de l'environnement une imprécision des modèles ou l'outillage polyvalent ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat jacques alstom systèmes et services d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe pour les résoudre nous utilisons la méthode du fil d'ariane cette méthode calcul hors ligne ensemble de chemins sans collision entre des balise les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graf de en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines alors paradoxalement robots sont parmi les outils industriels les moins souples très dans leur mécanique et très souvent réutilisation on demande un robot également c'est sa polyvalence je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme euh de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique solution euh pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran cette optique aleph technologies société issue de l'in raya développe le logiciel act particularité de ag c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production euh effective c'est un travail considérable passer d'une simple simulation regardez si le robot peut atteindre telle ou zone a donné les ordres effectifs au robot réel rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes l'évolution de l'environnement une imprécision des modèles ou l'outillage polyvalent ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat jacques alstom systèmes et services d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe pour les résoudre nous utilisons la méthode du fil d'ariane cette méthode calcul hors ligne ensemble de chemins sans collision entre des balise les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graf de en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· très dans leur mécanique et très souvent réutilisation on demande un robot également c'est sa polyvalence je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme euh de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique solution euh pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran cette optique aleph technologies société issue de l'in raya développe le logiciel act particularité de ag c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production euh effective c'est un travail considérable passer d'une simple simulation regardez si le robot peut atteindre telle ou zone a donné les ordres effectifs au robot réel rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes l'évolution de l'environnement une imprécision des modèles ou l'outillage polyvalent ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat jacques alstom systèmes et services d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe pour les résoudre nous utilisons la méthode du fil d'ariane cette méthode calcul hors ligne ensemble de chemins sans collision entre des balise les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graf de en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· particularité de ag c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production euh effective c'est un travail considérable passer d'une simple simulation regardez si le robot peut atteindre telle ou zone a donné les ordres effectifs au robot réel rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes l'évolution de l'environnement une imprécision des modèles ou l'outillage polyvalent ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat jacques alstom systèmes et services d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe pour les résoudre nous utilisons la méthode du fil d'ariane cette méthode calcul hors ligne ensemble de chemins sans collision entre des balise les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graf de en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe pour les résoudre nous utilisons la méthode du fil d'ariane cette méthode calcul hors ligne ensemble de chemins sans collision entre des balise les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graf de en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale devient facile de relier deux configurations l'environnement par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement est par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle le graf ne peut pas être recalculer en ligne pour remédier à ce problème nous déterminerons le volume balayé le robot pour chaque branche du graphe secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· calcul permet de connaître les chemins invalidés la partie trajectoire à modifier trajectoire est alors recalculer peut-être exécuté par le robot re planification rendue nécessaire par la perte de collectivité du graf est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brongniart inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie détermination l'ensemble des points de vue est effectué par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'imitation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable la fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuels et robotique rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions la souplesse de l'des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation d'extraits planificateurs de saisies utilisent une pré configuration de la n1 inspirée de celle de l'homme pour déterminer un ensemble de prix possibles l'une d'entre elles est sélectionné à partir de la cinémathèque du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité s'agit ensuite de manipuler l'objet pour cela nous étudions les interactions dynamiques l'objet et les points de contact sur les doigts nous testeront différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans les modèles il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but est une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'ariane planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· planificateur a été intégré sur le robot mobile hilare deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques rechercher le mouvement optimal relie successivement l'ensemble des points de vue nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe une heure esthétique adaptée permet de limiter le nombre de chemin où darc calculer le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but aux industriels des solutions robustes et efficaces pour cela il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen second planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND planificateur des mouvements fin complété par un planificateur d'assemblage a été intégré la plate-forme de l'université de louvain produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à louvain nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies les techniques d'asservissement visuelle des projets movies planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir à partir de cette donnée l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince cette vitesse est convertie en vitesse carte hygiène pour le robot on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· on une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· · une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre sans faire la méthode application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· application nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· logiciel rebollo fi est une généralisation des systèmes de particules objet y est représenté par ensemble de particules ou de solides par des collecteurs visqueux et élastiques modèles conservent les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plastique cité et la viscosité approche d'adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts été développé pour réduire le temps d'exécution généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinéma tic sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile· En effet‚ certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante - en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiques stable servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle nous coopérons avec la société g triste image pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou à partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamique les mouvements nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle Enfinnous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfinnous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en proie des premièrement deuxièmement non plus de lui faire générer des officiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début opérations là ça va permettre d'est véritablement en réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux et pour nous le temps réel apporte un chant aussi de de de nouvelles applications euh qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qui qu'hui on n'imagine pas forcément le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· le projet d'un véhicule et en mains individuelles c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant savoir les problèmes de saturation et les problèmes de production il a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public conduit automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept avant cette le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable le cadre de l'action de développement précise-t-elle le projet sharp étudie une architecture logiciel de navigation autonome cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes systématiques de la non collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure compte tenu de la complexité du problème en calcul d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes systématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité l'algorithme du fil d'ariane nous calculant un chemin à courbure continue le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu en considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats temps où elles apparaissent comme des zones interdites calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· contrôle d'exécution est pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses ici les véhicules s'écarte de leur trajectoire nominale pour éviter la collision tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· niveau réflexe qui utilise la logique floue à une fréquence élevée sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longue niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· Le niveau réflexe‚ qui utilise la logique floue‚ a une fréquence élevée· Sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longues niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· Le niveau réflexe‚ qui utilise la logique floue‚ a une fréquence élevée· Sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longues Le niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite· Sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent· Les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante· le cas de manoeuvres plus complexes les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle commande référencés capteurs stratégies utilisent des données perceptibles pour faire alterner des déplacements arche avant et arrière une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· Le niveau réflexe‚ qui utilise la logique floue‚ a une fréquence élevée· Sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longues Le niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite· Sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent· Les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante· Dans le cas de manoeuvres plus complexes‚ les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude‚ conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle-commande référencées capteurs· Ces stratégies utilisent des données perceptives pour faire alterner des déplacements en marche avant et arrière· une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action précise-t-elle elle ouvre le champ à de nouveaux développements
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· Le niveau réflexe‚ qui utilise la logique floue‚ a une fréquence élevée· Sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longues Le niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite· Sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent· Les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante· Dans le cas de manoeuvres plus complexes‚ les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude‚ conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle-commande référencées capteurs· Ces stratégies utilisent des données perceptives pour faire alterner des déplacements en marche avant et arrière· une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action - précise-t-elle - elle ouvre le champ à de nouveaux développements·
Rendre les robots ou les véhicules plus autonomes pour qu'ils soient capables d'adapter leur comportement à l'environnement et d'exécuter des tâches complexes tel est l'objet des activités de recherche du projet CHARB· Les expérimentations qu'il réalise sur sa plate-forme sont renforcées par les relations qu'il entretient avec d'autres équipes de recherche et des industriels· aujourd'hui on ne peut pas concevoir une production industrielle sans une grande souplesse sur la variété des tâches que doivent effectuer les machines· Or‚ paradoxalement‚ les robots sont parmi les outils industriels les moins souples· Il sont très souples dans leur mécanique et très peu souples dans leur utilisation· Ce qu'on demande à un robot également c'est sa polyvalence‚ je pense que son atout il sera là c'est-à-dire qu'il faut qu'il nous permette à terme de supprimer un certain nombre d'outillage spécifique· La solution pour acquérir cette souplesse passe absolument par de la programmation virtuelle hors ligne sur écran· Dans cette optique ALEPH TECHNOLOGIE société issue de l'INRIA développe le logiciel ACT· L"une des particularités de ACT c'est que non seulement il simule mais il va jusqu'à la production effective· C'est un travail considérable de passer d'une simple simulation- regardez si le robot peut atteindre telle ou zone - à donner les ordres effectifs au robot réel· Pour rendre possible une exécution robuste dans un environnement réel‚ il faut adapter les techniques décisionnelles de robotique afin d'intégrer diverses contraintes‚ comme l'évolution de l'environnement‚ une imprécision du modèle ou l'outillage polyvalent· Ces contraintes constituent des verrous technologiques notamment pour les applications dans le domaine nucléaire qui oriente notre partenariat JACQUES ASLTOM SYSTEM et services Lors d'une opération de maintenance dans la boîte à eau d'un générateur de vapeur la planification de trajectoire sans collision est un problème complexe· Pour le résoudre nous utilisons la méthode du fil d'Ariane· Cette méthode calcule hors ligne un ensemble de chemins sans collision entre des balises‚ les balises sont placées par un algorithme aléatoire qui tend à les placer uniformément· Nous obtenons alors une représentation de l'espace libre sous forme d'un graphes de chemins en utilisant ce graphe et une méthode de planification locale‚ il devient facile de relier deux configurations· Lorsque l'environnement évolue‚ par exemple par l'ajout d'un obstacle‚ le graphe ne peut pas être recalculé en ligne· Pour remédier à ce problème‚ nous déterminons le volume balayé par le robot pour chaque branche du graphe· Quelques secondes suffisent alors pour calculer l'intersection entre ce volume et l'obstacle ajouté· Ce calcul permet de connaître les chemins invalidés et la partie de trajectoire à modifier· Une trajectoire est alors recalculée et peut être exécutée par le robot - la replanification rendue nécessaire par la perte de connectivité du graphe est effectuée par une technique parallèle qui combine dichotomie et mouvement brownien· L'inspection visuelle par un robot est nécessaire pour obtenir un modèle correct de l'environnement· Dans le cadre d'intervention en milieu radioactif il peut s'agir de détecter la présence éventuelle de déchets ou de caisses dans ensemble de tuyauterie La détermination de l'ensemble des points de vue est effectuée par une nouvelle technique de recherche globale basée sur l'optimisation d'une fonction d'évaluation à partir de son évolution probable· La fonction d'évaluation représente la qualité des points de vue cette qualité dépend du respect des contraintes visuelles et robotiques pour rechercher le mouvement optimal qui relie successivement l'ensemble des points de vue‚ nous utilisons une méthode classique de recherche dans un graphe· Une heuristique adaptée permet de limiter le nombre de chemins où d'arcs calculés - le calcul utilise la méthode des contraintes pour éviter les collisions· augmenter la souplesse d'utilisation des robots sans faire appel à des outils spécifiques‚ c'est le but de nos recherches autour de la manipulation dextre· Notre planificateur de saisie utilisent une préconfiguration de la main inspirée de celle de l'Homme pour déterminer un ensemble de prises possibles - l'une d'entre elles est sélectionnée à partir de la cinématique du robot et d'une analyse géométrique de la stabilité Il s'agit ensuite de manipuler l'objet· Pour cela‚ nous étudions les interactions dynamiques entre l'objet et les points de contact sur les doigts· Actuellement nous testons différentes stratégies de génération des mouvements des doigts basés sur le contrôle du roulement et du glissement au niveau des points de contact pour engendrer des plans robustes malgré les imprécisions dans la commande et dans le modèles‚ il est possible de prendre en compte ces incertitudes lors de la phase de planification· Le planificateur combine une méthode locale pour guider le robot vers son but et une technique permettant d'obtenir le contact de manière sûre pour recaler le robot par rapport à son environnement· Lorsque la méthode locale échoue on utilise la méthode globale du fil d'Ariane· Ce planificateur a été intégré sur le robot mobile · · · deux Les différents travaux de recherche sur la planification convergent vers un même but offrir aux industriels des solutions robustes et efficaces· Pour cela‚ il est nécessaire d'intégrer les fonctions de planification avec celles liées à la perception et au contrôle - deux démonstrateurs ont été réalisés dans le cadre du projet européen SECOND Notre planificateur de mouvements fins‚ complété par un planificateur d'assemblage‚ a été intégré par la plate-forme de l'université de Louvain· Il produit une séquence d'assemblage de pièces mécaniques compatibles avec le contrôleur en effort développé à Louvain· nous avons aussi combiné notre planificateur de saisies avec les techniques d'asservissement visuel des projets MOVI - le planificateur détermine la position relative de la pince par rapport à l'objet à saisir· À partir de cette donnée‚ l'asservissement visuel déduit une vitesse désirée pour les points cibles sur la pince - cette vitesse est convertie en vitesse cartésienne pour le robot· Comme on considère une position relative de la pince‚ la position initiale de l'objet peut présenter des écarts importants d'un essai à l'autre‚ sans faire échouer la méthode· Pour certaines applications‚ nous avons besoin de prendre en compte les phénomènes dynamiques liés aux interactions entre le robot et son environnement· Les modèles géométriques y étant mal adaptés nous avons développé un simulateur dynamique capable de déterminer les efforts de contact et d'en déduire les déformations éventuelles· Le logiciel ROBOT FI est une généralisation des systèmes de particules Un objet y est représenté p ar un ensemble de particules ou de solitudes liés par des connecteurs visco-élastiques· Le modèle conserve les propriétés de l'objet tels que la forme la masse l'inertie la rigidité la plasticité et la viscosité· Des approches adaptatives en espace et en temps ainsi que des algorithmes linéaires de détection des contacts ont été développés pour réduire le temps d'exécution· La généralité de notre approche est un atout qui lui permet de s'adapter aux applications les plus diverses - nous l'avons intégré dans le planificateur de saisie pour mesurer les forces les frottements et les déformations de l'objet· ROBOT FI est utilisé aussi pour la planification de trajectoire d'un robot mobile en effet certains chemins corrects du point de vue de la cinématique sont en réalité impossibles à exécuter car l'adhérence des roues est insuffisante -en prenant en compte les interactions avec le sol Nous pouvons invalider les chemins que nous avons obtenus sur des critères géométriques mais qui ne sont pas dynamiquement stables· ROBO FI nous a servi également à étudier le comportement du ligament croisé du genou· À partir de mesures statiques lors d'un mouvement passif nous avons déterminé un modèle de ligament en simulant dynamiquement le mouvement nous avons obtenu une erreur inférieure à cinq pour cent par rapport à la trajectoire réelle· Enfin nous coopérons avec la société GETRIS IMAGES pour la manipulation d'images vidéo en deux dimensions puis en trois dimensions· Pour nous qui sommes des professionnels de l'image c'était une approche qui pouvait se transposer bien‚ au niveau de l'esthétique et de la dynamique de l'image animée sur nos écrans· Ce qu'on prévoit de faire maintenant c'est de l'appliquer en 3D premièrement‚ deuxièmement non plus de lui faire générer des fichiers mais de le le mettre sur une carte que nous sommes en train de développer avec euh un certain nombre de processeurs pour que il y ait de l'interaction véritablement en temps réel· Pour l'instant on met quand même quelques dizaines de secondes au moins au début des itérations là ça va permettre d'être véritablement en temps réel donc ça va leur apporter aussi un terrain d'expérimentation en robotique qui sera très intéressant pour eux - et pour nous‚ le temps réel apporte un champ aussi de de de nouvelles applications qu'on commence à entrevoir aujourd'hui mais qui peuvent aller jusqu'à des industries de loisirs qu'aujourd'hui on n'imagine pas forcément· Le projet d'un véhicule urbain individuel c'est un projet qui permet de résoudre à la fois un ensemble de problèmes qui apparaissent maintenant en ville à savoir les problèmes de saturation et les problèmes de pollution· Il y a une expérience en préparation qui devrait commencer pour le grand public La conduite automatique est un procédé qui nous intéresse énormément parce que bien sûr que cela donnerait encore plus de possibilités à un tel système mais dans un premier temps on veut s'assurer d'abord que ce concept soit un concept viable Dans le cadre de l'action de développement PRAXITELE‚ le projet SHARP étudie une architecture logicielle de navigation autonome· Cette architecture s'appuie sur deux fonctions complémentaires - la planification des mouvements et le contrôle d'exécution Notre planificateur du mouvement est le premier à tenir compte à la fois des contraintes cinématiques‚ de la non-collision avec les obstacles statiques et de la continuité de la courbure· Compte tenu de la complexité du problème‚ on calcule d'abord un chemin géométrique puis la vitesse le long de ce chemin· Le chemin proposé au véhicule doit lui permettre d'éviter les obstacles fixes tout en vérifiant les contraintes cinématiques auxquelles il est soumis en particulier un rayon de braquage limité - avec l'algorithme du fil d'Ariane‚ nous calculons un chemin à courbure continue‚ ainsi le véhicule n'est plus obligé de s'arrêter pour réorienter ses roues· Pour calculer la vitesse le long du chemin obtenu‚ on considère les obstacles mobiles et les contraintes dynamiques du véhicule - ces contraintes sont traduites dans l'espace des etats-temps où elles apparaissent comme des zones interdites· Le calcul de la vitesse revient à trouver une courbe qui évite ces zones et dont la pente est bornée· Le contrôle d'exécution est indispensable pour adapter le mouvement planifié à la situation réelle car ce mouvement a été calculé sur la base d'hypothèses - ici les véhicules s'écartent de leur trajectoire nominale pour éviter la collision· En tenant compte à la fois du mouvement planifié et de la situation réelle perçue à chaque instant par les capteurs‚ le système détermine la meilleure commande à appliquer aux véhicules il comporte deux niveaux de réaction caractérisés par des fréquences d'activation différentes· Le niveau réflexe‚ qui utilise la logique floue‚ a une fréquence élevée· Sa réaction rapide contribue à la sécurité du véhicule mais il peut aussi engendrer des oscillations lorsque l'on considère des périodes de temps plus longues Le niveau réfléchi utilise le concept de ligne de fuite· Sa fréquence moins élevée permet d'obtenir un comportement global plus cohérent· Les lignes de fuite substituent au mouvement planifié une trajectoire locale mieux adaptée à la situation courante· Dans le cas de manoeuvres plus complexes‚ les contraintes géométriques fortes et les problèmes d'incertitude‚ conduisent à des stratégies spécifiques de contrôle-commande référencées capteurs· Ces stratégies utilisent des données perceptives pour faire alterner des déplacements en marche avant et arrière· une nouvelle plate-forme expérimentale est en cours de réalisation conçue spécifiquement pour les besoins de l'action PRAXITELE‚ elle ouvre le champ à de nouveaux développements·
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