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Dissertations / Theses on the topic 'Préhenseur'
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Couturier, Pierre. "Commande par réseaux de neurones : application au contrôle d'un préhenseur électropneumatique." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0071.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne la commande adaptative de processus non linéaires ou non stationnaires par réseaux de neurones et une application au contrôle d'un préhenseur électropneumatique. Dans une première partie, sont rappelées quelques méthodes d'identification et de commande adaptatives par réseaux de neurones. Puis, nous étudions plus particulièrement la synthèse d'une commande adaptative directe par le principe de compensation de contre-réaction. Les propriétés et les limites de cette approche sont définies et illustrées par des simulations. Dans le cadre de la commande adaptative indirecte, nous précisons des méthodes de calcul de correcteurs neuronaux boucles. Nous montrons l’intérêt, pour mener l'apprentissage, de représenter sous une forme canonique l'ensemble des réseaux impliqués. En synthèse de cette première partie, nous proposons un schéma général pour l'apprentissage d'un bloc de commande constitue de plusieurs correcteurs. Dans une seconde partie, sont présentés quelques apports des réseaux de neurones dans le domaine de la préhension robotisée. Enfin, le schéma général proposé est utilisé pour le contrôle de la position d'un préhenseur électropneumatique. Différentes stratégies de commande, qui prennent en compte les contraintes physiques du processus, sont étudiées et testées en ligneThis work addresses the adaptive control of nonlinear and nonstationary systems based on neural networks. An application to the control of an electro-pneumatic gripper is presented. In a first part the characteristics of direct or indirect control schemes are described. The synthesis of a direct control scheme using "Feedback Error Learning" is extensively studied. Properties and limitations of such an approach are discussed and illustrated in simulations. The computation of feedback networks for identification and control tasks is then examined. At this end, the interest of representing neural blacks under a canonical form is emphasized. The computation method is described in details in the case of the synthesis of an indirect control scheme using the "Specialized Learning" approach. Then, we propose a general control scheme that can involve bath the previous learning approaches. Applications of such a scheme for on line control design are discussed. In a second part, several applications of neural networks in Robotics, for grasping control tasks, are presented. The general control scheme is then used in order to control the position of an electro pneumatic gripper designed with metal bellows. Different on line control strategies are examined. Advantage is taken of the flexibility of the proposed control scheme so as to take into account the physical constraints such as saturation or non-symmetrical dynamical behavior when opening and when closing the device
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Côté, Marianne. "Développement d'algorithmes d'estimation de la pose d'objets saisis par un préhenseur robotique." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26802.
Full textAbstract:
Les préhenseurs robotiques sont largement utilisés en industrie et leur déploiement pourrait être encore plus important si ces derniers étaient plus intelligents. En leur conférant des capacités tactiles et une intelligence leur permettant d’estimer la pose d’un objet saisi, une plus vaste gamme de tâches pourraient être accomplies par les robots. Ce mémoire présente le développement d’algorithmes d’estimation de la pose d’objets saisis par un préhenseur robotique. Des algorithmes ont été développés pour trois systèmes robotisés différents, mais pour les mêmes considérations. Effectivement, pour les trois systèmes la pose est estimée uniquement à partir d’une saisie d’objet, de données tactiles et de la configuration du préhenseur. Pour chaque système, la performance atteignable pour le système minimaliste étudié est évaluée. Dans ce mémoire, les concepts généraux sur l’estimation de la pose sont d’abord exposés. Ensuite, un préhenseur plan à deux doigts comprenant deux phalanges chacun est modélisé dans un environnement de simulation et un algorithme permettant d’estimer la pose d’un objet saisi par le préhenseur est décrit. Cet algorithme est basé sur les arbres d’interprétation et l’algorithme de RANSAC. Par la suite, un système expérimental plan comprenant une phalange supplémentaire par doigt est modélisé et étudié pour le développement d’un algorithme approprié d’estimation de la pose. Les principes de ce dernier sont similaires au premier algorithme, mais les capteurs compris dans le système sont moins précis et des adaptations et améliorations ont dû être appliquées. Entre autres, les mesures des capteurs ont été mieux exploitées. Finalement, un système expérimental spatial composé de trois doigts comprenant trois phalanges chacun est étudié. Suite à la modélisation, l’algorithme développé pour ce système complexe est présenté. Des hypothèses partiellement aléatoires sont générées, complétées, puis évaluées. L’étape d’évaluation fait notamment appel à l’algorithme de Levenberg-Marquardt.
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Garnier, Francis. "Etude et conception d'un préhenseur pneumatique à sens tactile multidirectionnel et commande proportionnelle intégrée." Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0041.
Full textAbstract:
L'auteur decrit un prehenseur pneumatique dont l'effort de serrage est proportionnel au poids de l'objet a soulever, quelle que soit son orientation dans un plan vertical. Cette adaptation du serrage est realisee a l'aide d'un potentiometre pneumatique, qui constitue l'element clef du prehenseur. Les fonctionnements statique et dynamique de ce potentiometre sont modelises a partir des equations classiques de la mecanique des fluides et d'hypotheses sur les deformations etablies par une modelisation simple par elements finis. Le comportement dynamique d'une maquette de prehenseur complet est modelise en utilisant une methode de simulation numerique. Les modeles obtenus sont valides experimentalement. Les resultats de ces etudes permettent de tirer des regles de conceptions et d'optimisation d'un prehenseur adapte a un cahier des charges donne
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Baril, Mathieu. "Conception d'un préhenseur sous-actionné pour les prothèses de membre supérieur et analyse de stabilité." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/28932/28932.pdf.
Full text
5
Bégoc, Vincent. "Etude et conception d'un préhenseur versatile sous-actionné : application dans la préparation de commandes de détail." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20035.
Full text
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Guillot, Hélène. "Saisie automatique optimisée d'objets définis par un système de vision artificielle bidimensionnelle avec un préhenseur tridigital isostatique." Poitiers, 1989. http://www.theses.fr/1989POIT2299.
Full textAbstract:
Utilisation d'un systeme de vision artificielle bi-dimensionnelle permettant la connaissance de l'objet a saisir. Mise au point d'un logiciel d'une segmentation de contours. Definition de la position de prise optimale tridigitale d'un objet de facon automatique par un raisonnement geometrique
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Lévesque, François, and François Lévesque. "Prise autonome d'objets divers avec un robot sériel industriel, un préhenseur sous-actionné et une caméra 3D." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27388.
Full textAbstract:
Longtemps confinée à l'industrie de fabrication en série, la robotique est en train de se démocratiser et fait ses débuts dans des domaines non traditionnels comme les secteurs alimentaire et logistique. Dans ce contexte, une tâche faisant l'objet de recherches et concours est l'automatisation de l'emballage de colis dans de grands entrepôts contenant plusieurs centaines de milliers d'objets différents. Les travaux entrepris dans le cadre de ce mémoire constituent un premier pas vers l'atteinte de cet objectif : la prise et le dépôt par un robot autonome d'une grande variété d'objets de la vie courante sans connaissance préalable de ces derniers (modèle 3D complet, etc.). Pour réaliser ce projet, un robot sériel, une pince sous-actionnée et un système de vision 3D ont été utilisés. Deux techniques de prise d'objets furent développées pour arriver à agripper un maximum d'objets. La première est une prise par le dessus. Le point de prise utilisé y est choisi en fonction de la largeur de l'objet au point de prise, des chances de collisions avec les obstacles environnants et de la robustesse de l'équilibre statique anticipé de la prise. Pour attraper les objets trop larges ou minces pour être pris par le dessus (comme un livre), une technique de prise en pelletage fut développée. Cette dernière tire avantage du sous-actionnement de la pince utilisée pour glisser un doigt sous l'objet puis le prendre en pincée. Un mouvement analogue est celui d'un humain prenant une feuille sur un plancher. Pour tester ces techniques, une batterie de 800 essais de prise sur 80 objets différents fut effectuée. Un taux de succès de 84 % fut obtenu, démontrant que le système forme une bonne base pour l'avenir.Longtemps confinée à l'industrie de fabrication en série, la robotique est en train de se démocratiser et fait ses débuts dans des domaines non traditionnels comme les secteurs alimentaire et logistique. Dans ce contexte, une tâche faisant l'objet de recherches et concours est l'automatisation de l'emballage de colis dans de grands entrepôts contenant plusieurs centaines de milliers d'objets différents. Les travaux entrepris dans le cadre de ce mémoire constituent un premier pas vers l'atteinte de cet objectif : la prise et le dépôt par un robot autonome d'une grande variété d'objets de la vie courante sans connaissance préalable de ces derniers (modèle 3D complet, etc.). Pour réaliser ce projet, un robot sériel, une pince sous-actionnée et un système de vision 3D ont été utilisés. Deux techniques de prise d'objets furent développées pour arriver à agripper un maximum d'objets. La première est une prise par le dessus. Le point de prise utilisé y est choisi en fonction de la largeur de l'objet au point de prise, des chances de collisions avec les obstacles environnants et de la robustesse de l'équilibre statique anticipé de la prise. Pour attraper les objets trop larges ou minces pour être pris par le dessus (comme un livre), une technique de prise en pelletage fut développée. Cette dernière tire avantage du sous-actionnement de la pince utilisée pour glisser un doigt sous l'objet puis le prendre en pincée. Un mouvement analogue est celui d'un humain prenant une feuille sur un plancher. Pour tester ces techniques, une batterie de 800 essais de prise sur 80 objets différents fut effectuée. Un taux de succès de 84 % fut obtenu, démontrant que le système forme une bonne base pour l'avenir.
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Barkat, Belkacem. "Contribution à l'optimisation des configurations de prise et de la fonction préhension en robotique, application à un préhenseur tridigital configurable modulaire." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2352.
Full textAbstract:
L'un des problemes important auquel sont confrontes les robots est leur capacite a assurer, d'une maniere efficace la fonction de prehension. Le choix d'une prise optimale satisfaisant aux contraintes de l'objet, de la tache a realiser et du prehenseur revient a un probleme d'optimisation sous contraintes. La methodologie developpee est generale, elle est validee sur un prehenseur tridigital configurable modulaire. Une procedure geometrique permettant l'analyse des differentes prises offertes par le prehenseur est proposee. Elle consiste a placer les points de contact sur les trajectoires des doigts et a realiser les combinaisons de prises possibles. Le nombre de configurations de prise pour chaque combinaison est determine par analogie avec le mecanisme a quatre barres equivalent a chaque combinaison de prise. Une relation de compatibilite permettant d'identifier les limites de faisabilite d'une prise en 2d a ete developpee. Une etude de la stabilite de la prise plane vis-a-vis d'une perturbation a permis de definir des notions nouvelles de surface de perturbation, de facteurs directionnel et spatial de possibilite de prise ainsi qu'un facteur de possibilite de chargement. Un formalisme de la prehension multipoint hyperstatique 3d avec et sans glissement aux points de contact, prenant en compte la deformabilite des doigts et de l'objet, a ete developpe. Ce formalisme a permis de calculer les forces de serrage et les forces de contact optimales dans un contexte de manipulation de pieces fragiles, ainsi que les petits deplacements generalises de l'objet par rapport au bati du prehenseur
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Ye, Ning. "Contribution à la préhension robotisée pour la saisie d'objets fragiles et-ou fortement déformables : Modélisation et commande d'un préhenseur électropneumatique instrumenté." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0004.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la conception, la modélisation et la commande d'un préhenseur mécanique à deux doigts, instrumenté en position et en effort. L'actionnement pneumatique original est constitué d'un soufflet métallique plissé piloté par deux électrovannes commandée en modulation de largeur d'impulsion (MU). Les objectifs de ce travail ont été: - de valider l'originalité de l'actionnement asservi par soufflet métallique. - d'établir un ensemble de modèles des électrovannes pilotée en MU d'une part et de l'actionneur d'autre part. - d'établir dans le cas d'un préhenseur, une stratégie de commande permettant de minimiser le choc à l'instant du contact et de s'adapter aux objets de raideurs différentes. Le premier chapitre est consacré aux généralités sur les préhenseurs et à une analyse du procédé de préhension du point de vue de la décision stratégique et de la commande. La structure et le principe de fonctionnement du préhenseur sont présentés dans le deuxième chapitre. L'étude de la force de contact entre le préhenseur et l'objet saisi est traitée dans le troisième chapitre. Dans le quatrième chapitre nous étudions l'interface électrovanne pilotée en MLI pour l'asservissement électropneumatique. [ La modélisation de l’ensemble du préhenseur et une stratégie de commande sont développées au chapitre cinq. [ Les résultats des essais de préhension de différents objets (fragiles et/ou déformables) sont exposés dans le chapitre sixThis work is related to the conception, the modelliing and the control of an adaptive gripper with sensors of position and of force, and with a new pneumatic serve actuator using a metallic bellows cylinder driven by two pulse width modulate (PWM) solenoid valves. The objectives of this work are: - to validate the innovation of a serve actuator using a bellows cylinder. - to establish a set of models for the PWM solenoid valve and for the serve actuator. - to develop a control strategy for the gripper to minimise the impact at the contact instant and to adapt to objects with different rigidities. In the first chapter, we review the robot hands and analyse the strategy decision and the control in the grasping object process. The structure and the functional principle of the gripper are presented in the second chapter. The study of the contact force between the gripper and the object grasped is treated in the third chapter. The fourth chapter is consecrated to the 'study of the PMW solenoid valve for electropneumatic servomechanisms. The modelling of the gripper and the control strategy are developed in the fifth chapter. The experimental results of grasping different fragile and/or deformable objects are exposed in the sixth chapter
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Caldas, Alex. "Contribution à la manipulation dextre : prise en compte d'incertitudes de modèle et de saisie dans la commande." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066069/document.
Full textAbstract:
Les travaux de cette thèse portent sur la saisie et la manipulation dextre et ont pour dénominateur commun la robustesse vis-à-vis d'un environnement incertain (méconnaissance de la géométrie de l'objet ou du préhenseur, initialisation imparfaite du système, etc). La mesure de qualité de prise permet d'évaluer la stabilité d'une saisie. Nos travaux proposent une nouvelle mesure de qualité de prise, dont le principe reste dans la continuité des méthodes les plus connues qui consistent à déterminer l'espace des torseurs dynamiques applicables sur l'objet par le préhenseur. Notre mesure cherche à déterminer cet espace quelle que soit l'incertitude qui affecte le système préhenseur/objet. On appelle cet ensemble le Reachable Wrench Space under Uncertainties (RWSU). Deux algorithmes sont proposés afin de déterminer un majorant et un minorant du RWSU. La deuxième contribution concerne l'application d'algorithmes de commande robuste aux incertitudes de modèle pour la manipulation dextre. La première méthode de commande que nous proposons est un retour d'état, permettant de répondre à la consigne de manipulation, auquel on ajoute une action dynamique, permettant de répondre aux contraintes de saisie. Le retour d'état est synthétisé suivant un problème d'optimisation avec contraintes LMI. Les contraintes LMI permettent de définir la réponse dynamique du système bouclé, et d'assurer la robustesse aux incertitudes de modèle. Une seconde méthode de commande est proposée afin d'améliorer les performances de suivi de trajectoire pour ce système MIMO en découplant le mouvement à suivre des mouvements perturbateurs résultant des couplages dynamiques entre les axesThis thesis deals with grasping and dexterous manipulation with multifingered hands, with the robustness to uncertain environments as a common denominator.The first contribution of the present work is a new measure of the grasp quality, which is used to evaluate the stability of a grasp. In the footsteps of the most known methods which consist in determining the reachable wrench space, our measure aims to evaluate this space whatever the uncertainty which affects the gripper/object system. This new space is called Reachable Wrench Space under Uncertainty (RWSU). Two algorithms are proposed to find respectively an upper and a lower bound of the RWSU.The second contribution concerns the application of robust control algorithms for dexterous manipulation. The first control method is composed of as a state-space feedback, which enables a manipulation task, and of an additional dynamic action, allowing to respect the grasp constraints. The state-space feedback is designed for a robust regional pole placement by the resolution of an optimization problem under LMI constraints. The LMI constraints define the dynamic response of the system in closed loop, and ensure the robustness with respect to model uncertainties. A second control method, based on eigenstructure assignment, is proposed to improve the trajectory tracking for the MIMO system. The eigenstructure assignment decouples the movement of the task from the disturbing movements resulting from the dynamic coupling between the axes
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Boudreault, Éric. "Conception de préhenseurs sous-actionnés avec articulations déformables." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23690/23690.pdf.
Full text
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Baldas, Lucien. "Étude et modélisation des éjecteurs supersoniques dans les préhenseurs à attraction pneumatique." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT147H.
Full textAbstract:
Les systemes etudies sont constitues d'un generateur de vide qui s'apparente aux ejecteurs supersoniques de l'aeronautique et d'un organe de prehension qui est une ventouse dont les dimensions geometriques, les formes, et la rigidite varient en fonction des objets que l'on doit manipuler. Les principaux problemes qui se posent pour le concepteur de ce type de prehenseur sont les suivants. Il est necessaire, d'une part, d'obtenir le taux de vide le plus grand possible. De lui depend en effet l'effort de prehension pour une ventouse donnee. D'autre part, l'utilisateur cherche a avoir le plus grand debit aspire possible en phase initiale. De ce debit depend la rapidite de prehension mais aussi la possibilite de manipuler convenablement des objets ou des materiaux poreux. Il faut, enfin, pouvoir evaluer le temps de reponse des systemes generateur de vide - ventouse afin de mieux repondre aux cahiers des charges des utilisateurs. Cette these a donc ete abordee avec l'objectif de contribuer a ameliorer les connaissances des ecoulements dans les circuits complexes que l'on rencontre dans les dispositifs pneumatiques de perirobotique mais aussi dans un souci d'aide a la conception. Ainsi ce travail se divise-t-il en deux grandes parties. Un premier chapitre est consacre a la determination, en fonctionnement statique, du taux de vide et du debit aspire, a l'aide de modeles monodimensionnels prenant en compte les zones d'ecoulements complexes et les effets de compressibilite. L'etude dynamique est ensuite abordee par le biais d'une approche theorique lineaire et d'une simulation numerique, avec prise en compte de la deformation de la ventouse pendant la phase transitoire. En conclusion, les modeles employes fournissent des resultats dont la precision s'avere suffisante pour l'optimisation des systemes
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Rabenorosoa, Kanty. "Assemblage de microsystèmes 3D reconfigurables par contrôle en force : application aux MOEMS hybrides." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00560186.
Full textAbstract:
La thèse propose un concept de microbancs optiques reconfigurables (MOEMS 3D hybrides) à base d'éléments microfabriqués et assemblés à l'aide d'une station robotique : ces nouveaux bancs optiques combinent les avantages du micro-assemblage robotique et des techniques de microfabrication sur silicium. Le positionnement fin des supports optiques sur un substrat s'effectue par une tâche de guidage. La réalisation d'une telle tâche à l'échelle micrométrique est une contribution majeure de la thèse. Elle a nécessité plusieurs avancées. L'absence de modèles fiables et de mesures disponibles pour des contacts plan/plan, un type de contact très fréquent en micro-assemblage, nous a conduit au développement d'un banc de mesure robotisé pour évaluer la force de pull-off. Ensuite, un système robotique équipé de préhenseur à deux doigts de serrage instrumentés a été mis en oeuvre pour mesurer simultanément la force de serrage et la force de contact latéral qui agit sur le micro-objet manipulé durant le guidage. Un modèle de l'évolution de la force de serrage lors de l'apparition de la force de contact latéral est présenté et confronté à une modélisation par éléments finis ainsi qu'à des résultats expérimentaux. Enfin, une stratégie de guidage est établie en prenant en compte la stabilité de la saisie et les spécificités du micromonde. Une commande hybride force/position est choisie pour automatiser le guidage par deux doigts instrumentés (GDDI). Elle a été mise en oeuvre avec succès sur un système robotique.
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Babin, Vincent. "Conception, analyse et optimisation de méthodes de préhension et de mains mécaniques épicycloïdales pour la prise d'objets plats partiellement contraints." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66289.
Full textAbstract:
Dans les applications robotiques, la plupart des préhenseurs sont plus apparentés à des outils qui sont spécialisés pour effectuer une tâche extrêmement bien plutôt que d’effectuer une variété de tâches et de simplement les réussir. C’est dans cette optique que les travaux rapportés dans cette thèse proposent des solutions de préhension. Premièrement, des méthodes générales sont proposées pour permettre de prendre un type d’objets qui est généralement impossible à prendre pour les préhenseurs simples. Par la suite sont présentés les mécanismes planétaires qui sont au cœur des assemblages subséquents. Ces mécanismes sont utilisés pour améliorer les débattements des doigts et ainsi rendent possible un premier design pouvant prendre des petits et grands objets reposant sur des surfaces dures. Par la suite est présenté la conception d’un préhenseur complet qui inclut les propriétés du premier préhenseur mais aussi des propriétés de prises parallèles qui sont considérées comme indispensables pour être en mesure de saisir une grande panoplie d’objets. Finalement, le design du préhenseur proposé est optimisé et des capteurs y sont intégrés pour tenter de produire un design complet et sécuritaire pouvant être utilisé de manière simple par une grande panoplie de robots.Most robotic grippers excel at completing one task but are ill suited for completing many and very different tasks. It is with this fact in mind that this thesis proposes general solutions to the grasping problem. First, general methods are proposed that aim at picking small flat objects that could not otherwise be grasped by simple mechanical grippers. Planetary mechanisms are then proposed to increase the range of motion of the finger joints, hence providing a way to achieve the necessary properties to build and test a finger capable of grasping small flat objects lying on hard surfaces. A complete gripper design is then proposed and built. The novel design that includes the features of the previous design is also capable of performing parallel grasps which are considered essential to be able to grasp a wide range of unknown objects. Finally, the gripper design is optimised and sensing apparatus is included in the gripper to provide a gripper that is considered a complete solution to grasping and is simple to use on a wide range of robots.
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Pham, Hoang Lan. "Commande de robots manipulateurs dans l'espace des quaternions duaux." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066426.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet ANR ASSIST portant sur le développement d'un robot assistant à deux bras, chacun équipé d'une main. Nous nous intéressons particulièrement au contrôle des bras pour effectuer des tâches de manipulation. Dans ce contexte, une tâche est constituée d'un grand nombre d'étapes : approche de l'objet, saisie, manipulation à un ou deux bras (ouverture d'un bocal, par exemple), transfert vers un humain, dépose, etc. Chaque étape nécessite un contrôle soit en position, soit en force, soit en vision, ou encore selon plusieurs modes à la fois. L'emploi d'une structure de contrôle qui puisse commuter aisément d'un mode à l'autre est nécessaire. De plus, l'utilisation d'une main lors de la saisie, au lieu d'une simple pince, impose une configuration particulière de la main en fonction de la forme de l'objet, c'est-à-dire impose non seulement sa position mais aussi son orientation. Différentes représentations de la position et de l'orientation de l'organe terminal d'un bras manipulateur dans l'espace ont été étudiées. Suivant cette analyse, nous avons développé une nouvelle structure de commande basée sur les quaternions duaux permettant de contrôler simultanément la position et l'orientation de l'effecteur. Cette solution est proposée en cinématique, en dynamique et également à la commande référencée vision. Des simulations et des expérimentations sur différents robots permettent de valider ces méthodesThis thesis is incorporated within the framework of the ANR ASSIST project. The aim of this project is to develop a two-arm manipulator robot to assist quadriplegic individuals in their daily lives. We are particularly interested in the arm control to perform manipulation tasks. In this context, a task consists of many steps: approaching the object, grasping, handling with one or both arms (opening a jar, for example), transferring to a human, dropping off, etc. Each stage requires a control system either in one of the following modes : position, force, vision, or in multiple modes at the same time. A control structure that can easily switch from one mode to another is necessary. In addition, the use of a hand for the manipulation instead of a simple gripper, requires a particular configuration of the hand to be set, depending on the shape of the object, and hence not only the position but also its orientation must be controlled. Different representations of the position and orientation of the end-effector of a manipulator in space were studied. Following this analysis, we developed a new control structure based on dual quaternions for simultaneously controlling the position and orientation of the end-effector. This solution is proposed in kinematic, dynamic and also vision-based control. Simulations and experiments on different robots allowed to validate these methods
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Gariépy, Alexandre, and Alexandre Gariépy. "Robust parallel-gripper grasp getection using convolutional neural networks." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37993.
Full textAbstract:
La saisie d’objet est une tâche fondamentale du domaine de la robotique. Des avancées dans ce domaine sont nécessaires au déploiement de robots domestiques ou pour l’automatisation des entrepôts par exemple. Par contre, seulement quelques approches sont capables d’effectuer la détection de points de saisie en temps réel. Dans cet optique, nous présentons une architecture de réseau de neurones à une seule passe nommée Réseau à Transformation Spatiale de Qualité de Saisie, ou encore Grasp Quality Spatial Transformer Network (GQ-STN) en anglais. Se basant sur le Spatial Transformer Network (STN), notre réseau produit non seulement une configuration de saisie mais il produit également une image de profondeur centrée sur cette configuration. Nous connectons notre architecture à un réseau pré-entraîné qui évalue une métrique de robustesse de saisie. Ainsi, nous pouvons entraîner efficacement notre réseau à satisfaire cette métrique de robustesse en utilisant la propagation arrière du gradient provenant du réseau d’évaluation. De plus, ceci nous permet de facilement entraîner le réseau sur des jeux de données contenant peu d’annotations, ce qui est un problème commun en saisie d’objet. Nous proposons également d’utiliser le réseau d’évaluation de robustesse pour comparer différentes approches, ce qui est plus fiable que la métrique d’évaluation par rectangle, la métrique traditionnelle. Notre GQ-STN est capable de détecter des configurations de saisie robustes sur des images de profondeur de jeu de données Dex-Net 2.0 à une précision de 92.4 % en une seule passe du réseau. Finalement, nous démontrons dans une expérience sur un montage physique que notre méthode peut proposer des configurations de saisie robustes plus souvent que les techniques précédentes par échantillonage aléatoire, tout en étant plus de 60 fois plus rapide.La saisie d’objet est une tâche fondamentale du domaine de la robotique. Des avancées dans ce domaine sont nécessaires au déploiement de robots domestiques ou pour l’automatisation des entrepôts par exemple. Par contre, seulement quelques approches sont capables d’effectuer la détection de points de saisie en temps réel. Dans cet optique, nous présentons une architecture de réseau de neurones à une seule passe nommée Réseau à Transformation Spatiale de Qualité de Saisie, ou encore Grasp Quality Spatial Transformer Network (GQ-STN) en anglais. Se basant sur le Spatial Transformer Network (STN), notre réseau produit non seulement une configuration de saisie mais il produit également une image de profondeur centrée sur cette configuration. Nous connectons notre architecture à un réseau pré-entraîné qui évalue une métrique de robustesse de saisie. Ainsi, nous pouvons entraîner efficacement notre réseau à satisfaire cette métrique de robustesse en utilisant la propagation arrière du gradient provenant du réseau d’évaluation. De plus, ceci nous permet de facilement entraîner le réseau sur des jeux de données contenant peu d’annotations, ce qui est un problème commun en saisie d’objet. Nous proposons également d’utiliser le réseau d’évaluation de robustesse pour comparer différentes approches, ce qui est plus fiable que la métrique d’évaluation par rectangle, la métrique traditionnelle. Notre GQ-STN est capable de détecter des configurations de saisie robustes sur des images de profondeur de jeu de données Dex-Net 2.0 à une précision de 92.4 % en une seule passe du réseau. Finalement, nous démontrons dans une expérience sur un montage physique que notre méthode peut proposer des configurations de saisie robustes plus souvent que les techniques précédentes par échantillonage aléatoire, tout en étant plus de 60 fois plus rapide.
Grasping is a fundamental robotic task needed for the deployment of household robots or furthering warehouse automation. However, few approaches are able to perform grasp detection in real time (frame rate). To this effect, we present Grasp Quality Spatial Transformer Network (GQ-STN), a one-shot grasp detection network. Being based on the Spatial Transformer Network (STN), it produces not only a grasp configuration, but also directly outputs a depth image centered at this configuration. By connecting our architecture to an externally-trained grasp robustness evaluation network, we can train efficiently to satisfy a robustness metric via the backpropagation of the gradient emanating from the evaluation network. This removes the difficulty of training detection networks on sparsely annotated databases, a common issue in grasping. We further propose to use this robustness classifier to compare approaches, being more reliable than the traditional rectangle metric. Our GQ-STN is able to detect robust grasps on the depth images of the Dex-Net 2.0 dataset with 92.4 % accuracy in a single pass of the network. We finally demonstrate in a physical benchmark that our method can propose robust grasps more often than previous sampling-based methods, while being more than 60 times faster.
Grasping is a fundamental robotic task needed for the deployment of household robots or furthering warehouse automation. However, few approaches are able to perform grasp detection in real time (frame rate). To this effect, we present Grasp Quality Spatial Transformer Network (GQ-STN), a one-shot grasp detection network. Being based on the Spatial Transformer Network (STN), it produces not only a grasp configuration, but also directly outputs a depth image centered at this configuration. By connecting our architecture to an externally-trained grasp robustness evaluation network, we can train efficiently to satisfy a robustness metric via the backpropagation of the gradient emanating from the evaluation network. This removes the difficulty of training detection networks on sparsely annotated databases, a common issue in grasping. We further propose to use this robustness classifier to compare approaches, being more reliable than the traditional rectangle metric. Our GQ-STN is able to detect robust grasps on the depth images of the Dex-Net 2.0 dataset with 92.4 % accuracy in a single pass of the network. We finally demonstrate in a physical benchmark that our method can propose robust grasps more often than previous sampling-based methods, while being more than 60 times faster.
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Prieur, Urbain. "High-level planning of dexterous in-hand manipulation using a robotic hand." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066788.
Full textAbstract:
This work considers a robot equipped with an anthropomorphic hand and aims at providing it with efficient autonomous in-hand manipulation skills. While fine in-hand action planning algorithms have interesting state-of-the-art solutions, we built a competitive high-level control layer to plan the complete in-hand manipulation activity. Our solution generates a sequence of subgoals from an initial to a final configuration provided by the task, thus decomposing in-hand manipulation into simple transitions that can be easily planned by the low-level algorithms. We use a Markov decision process (MDP) to generate the sequence, taking into account the object influence and the desired final subgoal. We use a simple state representation for the sugoals: canonical grasp types from a taxonomy, enabling fast and on-line computation. The transitions between grasp types are modelled as probabilities of success. The simple formulation of the sequence leaves the complete configurations and transitions to be planned by the low-level layer, which can ask for a different subgoal path if required. The MDP can generate the appropriate behaviour if the in-hand action skills of the robot are known. They can be learnt by self-exploration of the robot if possible. Otherwise, the behaviour can be directly learnt from human demonstration. We boost the learning process using an empirical guess of the transition probabilities and an active learning algorithm. We implemented our solution on a real platform. The planning of in-hand manipulation relies on the grasp sequence generated which probability of success is used as an insight of the task achievability for the initial grasp choiceJusqu’ici, les solutions apportées à la problématique de manipulation dextre robotique par une main anthropomorphe se concentraient sur la planification bas niveau des différents types de mouvements fins. Aussi, une solution complète de planification, prenant en compte l’étendue de ces différentes actions, reste à développer. Tel est le fondement de ce travail : pour une tache définie, caractérisée par des configurations initiale et finale, une séquence de configurations intermédiaires est générée : la totalité de l’activité complexe se trouve donc décomposée en une succession de transitions simples à planifier par le bas niveau. Afin de générer cette séquence, influencée par l’objet et la configuration finale, on utilise un processus de décision markovien (MDP). Les configurations intermédiaires sont représentées par des types de saisies tirés d’une taxonomie existante, les transitions sont formulées par des probabilités de succès : si ces approximations assurent la rapidité de l’algorithme, elles requièrent du bas niveau la planification des configurations complètes et le détail des transitions. En cas d’impossibilité d’exécution, des séquences alternatives peuvent être proposées. Le MDP doit connaître les capacités du robot à réaliser les transitions, par auto-apprentissage, ou par observation de mouvements humains. Nous utilisons un processus d’apprentissage actif initialisé par une estimation empirique des probabilités de succès des transitions. La solution a été implémentée avec succès sur un robot réel, prenant un rôle central dans la commande de la manipulation fine, jusqu'à propager l’influence de la tâche sur la saisie initiale
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Grasa, Soler Pedro Luis. "La préhension de pièces mécaniques : intégration dans un îlot automatisé de production." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10180.
Full text
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Allen, Demers Louis-Alexis. "Synthèse, optimisation et prototypage d'une main robotique sous-actionnée à cinq doigts." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28357/28357.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse présente les travaux de recherche doctorale en génie mécanique de Louis-
Alexis Allen Demers effectués au Laboratoire de robotique de l’Université Laval sous la
supervision du professeur Clément Gosselin. Cette étude comporte la synthèse, l’optimisation
et le prototypage d’une main robotique sous-actionnée à cinq doigts. Le principe du sousactionnement
mécanique est utilisé pour développer une main robotique qui a des capacités
de préhension similaires à la main humaine, tout en limitant le nombre d’actionneurs requis
pour la commander. Cette main a des dimensions semblables à la main humaine de manière à
ce qu’elle soit fonctionnelle dans un milieu conçu pour les humains. De plus, une adaptation
de la prise de la main est possible, autant en modifiant la force de préhension que la position
des doigts et du pouce.
L’analyse statique d’un doigt sous-actionné est d’abord effectuée. Plus particulièrement,
les conditions permettant d’atteindre une prise stable pour laquelle toutes les forces de contact
sont positives sont obtenues. Ainsi, les valeurs optimales pour les dimensions des poulies
sont déterminées en fonction des longueurs des phalanges et des distributions élémentaires
de forces établies. En utilisant ces deux distributions complémentaires efficacement, l’éjection
de l’objet à saisir par un doigt à trois phalanges et deux réseaux de tendons est évitée.
Par la suite, le problème général de positionnement d’un axe de rotation permettant d’obtenir
des poses initiale et finale imposées est résolu. Cette analyse géométrique permet de
concevoir un système de rotation du pouce afin d’obtenir les différentes configurations typiques
de la main humaine. Un système d’abduction des doigts soit complètement plan, soit
un hybride sphérique-plan est ensuite couplé à ce mécanisme. Ces architectures sont analysées
afin de s’assurer d’obtenir les amplitudes d’abduction imposées ainsi que de minimiser
l’erreur de coordination entre les métacarpiens. En dernier lieu, les différents mécanismes
conçus dans cette thèse sont fabriqués, en plus d’un prototype de poignet et de système de
sous-actionnement entre les doigts. Le prototype de main intégrant toutes ces parties est finalement
utilisé pour prendre différents types d’objets.This thesis presents the doctoral research in Mechanical Engineering of Louis-Alexis Allen Demers completed at the Laboratoire de robotique of Université Laval under the supervision of Prof. Clément Gosselin. This project covers the synthesis, optimization and prototyping of a five-finger robotic hand. The principles of mechanical underactuation are used to develop a robotic hand that has grasping capabilities similar to that of the human hand, while limiting the number of actuators required to control it. This hand has dimensions similar to those of the human hand in order to be functional in an environment designed for humans. In addition, an adaptation of the hand grip is possible, either by changing the grasping force or by varying the position of the fingers and thumb. A static analysis of an underactuated finger is first performed. In particular, the conditions for achieving stable grasp in which all contact forces are positive are obtained. Thus, the optimal values for the dimensions of the pulleys as a function of the lengths of the phalanges and the primary force distributions established are determined. Using these two complementary distributions effectively, the ejection of the object to be grasped by a finger with three phalanges and two tendon networks is avoided. Then, the general problem of positioning an axis of rotation to obtain initial and final prescribed poses is solved. This geometric analysis allows to design a system of rotation of the thumb in order to obtain the various typical configurations of the human hand. A system of abduction of the fingers, first completely planar, than a hybrid planar-spherical mechanism is then coupled with this mechanism. These architectures are analyzed in order to ensure that they can provide the prescribed abduction amplitudes and that the coordination error between the metacarpals is minimized. Finally, the various mechanisms designed in this thesis are built, in addition to a prototype of a wrist and the mechanism of underactuation between the fingers. The prototype hand integrating all these parts is ultimately used to grasp different types of objects.
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Clot, Robert. "Coopération robot - préhension - vision pour la manipulation des pièces souples : application à l'industrie du cuir." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0026.
Full textAbstract:
La fabrication traditionnelle de chaussures ou de vêtements, encore très manuelle, cède de plus en plus de place à l'automatisation. La manipulation automatisée de pièces plates, souples, poreuses et de faibles épaisseurs est donc une réponse à un besoin industriel croissant. Actuellement, l'offre de produits permettant de manipuler efficacement les pièces découpées est encore insuffisante. Dans une première phase d'automatisation, où la découpe est manuelle, l'étude de la manipulation automatique des pièces est étroitement liée à l'étude d'un système de vision. En effet, les pièces doivent être localisées et identifiées pour permettre le positionnement et la configuration de la tête de préhension. C'est dans ce cadre que nous avons développé un système de vision et de reconnaissance des formes et un système de préhension et de tri. Les principales innovations concernent le tri, le préhenseur et la coopération vision-préhension. Le choix des paramètres d'identification est particulièrement étudié pour le cas de pièces de cuir composant des tiges de chaussures. Le préhenseur a fait l'objet d'un développement important: le concept de matrice a été mis en œuvre et vérifié pour trois applications. Une cellule expérimentale, où les pièces sont saisies au vol sur un convoyeur défilant, a permis de démontrer le bon fonctionnement du système de vision et de reconnaissance de formesAutomation gradually supersedes conventional manual Processing in footwear and apparel manufacture. Automated handing of pieces corresponds to an increasing need. These pieces are flat, supple, porous and thin. At the present time, the supply of systems able to fulfill efficiently these requirements remains too limited. When handling is to be coupled with press cutting, the manipulation is closely linked to the study of a vision system. The pieces should be localised and identified, in order to determine the positionning and configuration of the prehension head. The vision, recognition, prehension and sorting system developped corresponds to these requirements. The main innovation concerns sorting, prehension and the interaction vision/prehension. The choice of the identification parameters has been adapted to the leather pieces constituting shoe uppers. The prehension head required an important developpement work : the matrix concept has been devel opped and led to three applications. In an experimental configuration, the pieces are picked up from a conveyor belt ; this pilot has demonstrated that the vision and the recognition systems are both satisfactory
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Mercier, Jean-Philippe. "Deep learning for object detection in robotic grasping contexts." Doctoral thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69801.
Full textAbstract:
Dans la dernière décennie, les approches basées sur les réseaux de neurones convolutionnels sont devenus les standards pour la plupart des tâches en vision numérique. Alors qu'une grande partie des méthodes classiques de vision étaient basées sur des règles et algorithmes, les réseaux de neurones sont optimisés directement à partir de données d'entraînement qui sont étiquetées pour la tâche voulue. En pratique, il peut être difficile d'obtenir une quantité su sante de données d'entraînement ou d'interpréter les prédictions faites par les réseaux. Également, le processus d'entraînement doit être recommencé pour chaque nouvelle tâche ou ensemble d'objets. Au final, bien que très performantes, les solutions basées sur des réseaux de neurones peuvent être difficiles à mettre en place. Dans cette thèse, nous proposons des stratégies visant à contourner ou solutionner en partie ces limitations en contexte de détection d'instances d'objets. Premièrement, nous proposons d'utiliser une approche en cascade consistant à utiliser un réseau de neurone comme pré-filtrage d'une méthode standard de "template matching". Cette façon de faire nous permet d'améliorer les performances de la méthode de "template matching" tout en gardant son interprétabilité. Deuxièmement, nous proposons une autre approche en cascade. Dans ce cas, nous proposons d'utiliser un réseau faiblement supervisé pour générer des images de probabilité afin d'inférer la position de chaque objet. Cela permet de simplifier le processus d'entraînement et diminuer le nombre d'images d'entraînement nécessaires pour obtenir de bonnes performances. Finalement, nous proposons une architecture de réseau de neurones ainsi qu'une procédure d'entraînement permettant de généraliser un détecteur d'objets à des objets qui ne sont pas vus par le réseau lors de l'entraînement. Notre approche supprime donc la nécessité de réentraîner le réseau de neurones pour chaque nouvel objet.In the last decade, deep convolutional neural networks became a standard for computer vision applications. As opposed to classical methods which are based on rules and hand-designed features, neural networks are optimized and learned directly from a set of labeled training data specific for a given task. In practice, both obtaining sufficient labeled training data and interpreting network outputs can be problematic. Additionnally, a neural network has to be retrained for new tasks or new sets of objects. Overall, while they perform really well, deployment of deep neural network approaches can be challenging. In this thesis, we propose strategies aiming at solving or getting around these limitations for object detection. First, we propose a cascade approach in which a neural network is used as a prefilter to a template matching approach, allowing an increased performance while keeping the interpretability of the matching method. Secondly, we propose another cascade approach in which a weakly-supervised network generates object-specific heatmaps that can be used to infer their position in an image. This approach simplifies the training process and decreases the number of required training images to get state-of-the-art performances. Finally, we propose a neural network architecture and a training procedure allowing detection of objects that were not seen during training, thus removing the need to retrain networks for new objects.
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Kiss, Bálint. "Planification de trajectoires et commande d'une classe de systèmes mécaniques plats et liouvilliens." Paris, ENMP, 2001. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00838938.
Full text
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Cherrid, Hadia. "Commande et observateur par modes glissants d'ordre un et deux : application aux systèmes robotisés." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2001. http://www.theses.fr/2001VERS0033.
Full textAbstract:
Dans la commande des systèmes robotisés, afin de synthétiser des lois de commande, l’état complet du système est souvent nécessaire. Cependant, de manière générale, seules les positions sont mesurées. Leurs dérivés sont le plus souvent non disponibles ou fortement bruités. Ainsi, l’utilisation et l’étude d’observateurs s’avèrent essentielles pour la synthèse de commande. Comme pour les systèmes non linéaires, le principe de séparation n’est plus applicable. Nous nous intéressons à la synthèse de commande et d’observateur qui vont garantir la stabilité du système ainsi que de bonnes performances. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à la commande de bras manipulateurs à actionneurs électriques et pneumatiques. Nous avons choisi la technique des modes glissants pour assurer la robustesse du système par rapport aux incertitudes paramétriques. Nous avons proposé une amélioration, à l’aide d’une loi d’adaptation supplémentaire, qui nous permet de nous affranchir complètement de la structure du modèle et garantit ainsi une excellente robustesse vis-à-vis des erreurs structurelles. Enfin, pour remédier au problème de réticence rencontré dans les deux schémas proposés, nous avons introduit un ordre supérieur des modes glissants dans la synthèse de commande et d’observateur et ce, dans le cas de systèmes multi-variables. La thèse inclut un tableau récapitulatif comparatif, d’un apport précieux quant au choix de la stratégie de commande et d’observation dédiée à un grand nombre de systèmes lagrangiens. Pour chaque schéma de commande et d’observation proposé, des résultats de simulations et des résultats expérimentaux ont été présentés, validant ainsi l’étude théoriqueIn the control of robotics systems, in order to synthesize control laws, all system state is necessary. Nevertheless, generally, only positions are measured. Their times derivatives are often either not available or contained noise. Therefore, it becomes essential to study and use observers for the control law. As for nonlinear systems, the separation principle is not applicable. We are interested by synthesizing the control and also the observer. Witch will guarantee the stability of the system as well as good performances. We have focused our work on the control of robot manipulators with electric and pneumatic actuators. We have chosen sliding mode technique in order to ensure robustness of the system regarding parameter uncertainties. We have introduced an additional adaptive law to make an enhancement : completely free oneself from the structure of the model. This guaranties an excellent robustness regarding structural errors. At last, to overcome the problem of chattering control in the two precedent schemes, we have introduced the second order in sliding mode to synthesize the controller and observer, in the case of variable systems. The thesis includes a recapitulative and comparative table, to choose the controller and observer strategies for a most number of lagrange’s systems. For each proposed control and observer schemes, we have presented simulation and experimental results which validate the theoretical study
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Michalec, Romain. "Modélisation et contrôle de la manipulation dextre multidigitale pour les mains robotisées humanoïdes." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00825438.
Full textAbstract:
En robotique, lorsque les exigences de dextérité et de polyvalence sont élevées, les effecteurs terminaux traditionnels montrent vite leurs limites et les mains robotisées humanoïdes semblent une alternative séduisante. Malheureusement, si l'on sait aujourd'hui fabriquer de telles mains satisfaisantes sur le plan mécanique, leur utilisation pose toujours problème car leur contrôle est difficile. Dans cette thèse, on s'est intéressé à trois problèmes relatifs au contrôle des mains robotisées humanoïdes : le contrôle du mouvement de l'objet saisi et des efforts qui lui sont appliqués, le maintien de l'objet en cas de perturbations extérieures, et la raideur de la prise, c'est-à-dire son comportement élastique. Pour la manipulation de l'objet, on propose une nouvelle loi de contrôle, basée sur un problème d'optimisation sous contraintes, qui a l'avantage de synthétiser des couples articulaires moteurs réalisant un compromis entre les différents objectifs de contrôle, possiblement conflictuels ou non atteignables, tout en respectant les limitations de la physique et du robot. Pour garder prise sur l'objet en cas de perturbation, on propose une méthode pour calculer les forces de serrage qui assurent la robustesse de la prise à la plus grande perturbation possible, dans la direction où cette plus grande perturbation possible est la plus petite : une sorte de perturbation critique pour la prise. Enfin, on donne une modélisation de la raideur de l'objet en fonction de celle des doigts, dans le cas où un mouvement relatif de roulement est possible entre les doigts et l'objet. On montre que cette raideur dépend aussi des forces de contact et des courbures des surfaces en contact.
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Chalon, Maxime. "Modélisation et contrôle d'une main anthropomorphe actionnée par des tendons antagonistes." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00957755.
Full textAbstract:
Un des freins majeurs au développement de la manipulation d'objet avec une main robotisée est sans aucun doute leur fragilité. C'est l'une des raisons pour laquelle un système bras-main anthropomorphe, extrêmement robuste, est développé au centre de robotique et de mécatronique de DLR. Le système est unique à la fois par sa complexité, utilisant 52 moteurs et plus de200 capteurs, ainsi que par ses capacités dynamiques. En effet, ce nouveau système a la particularité d'être mécaniquement flexible ce qui offre la possibilité de stocker de l'énergie à court terme et remplit ainsi deux fonctions essentielles pour un robot humanoïde: les impacts sont filtrés et les performances dynamiques sont augmentées.Dans cette thèse, on se concentre plus particulièrement sur la main. Elle dispose de 19 degrés de liberté dont chacun est actionné par deux tendons flexibles antagonistes. La rigidité des tendons étant non linéaire il est possible, tout comme peut le faire l'être humain, de co-contracter les <> et donc d'ajuster la rigidité des doigts afin de s'adapter au mieux aux tâches à effectuer. Cependant, cette flexibilité entraine de nouveau défis de modélisation et de contrôle. L'état de l'art se concentre majoritairement sur le problème de la répartition des forces internes ou du contrôle d'articulation flexible mais peu de travaux considèrent les deux problèmes simultanément.Le travail présenté dans la première partie de la thèse se concentre sur la modélisation de la main et du poignet. Les problématiques spécifiques aux systèmes actionnés par des tendons, tels que les matrices de couplage et l'estimation du déplacement des articulations à partir du déplacement des tendons, sont étudiées.La seconde partie se concentre sur le contrôle d'articulations actionnées par des tendons flexibles antagonistes. Les problèmes de distribution des forces internes et de correction de la rigidité perçue par l'utilisateur sont présentés.Des approches de contrôle linéaire et non linéaire sont utilisées et des expériences sont réalisées pour comparer ces approches. En particulier, il est montré que le <>, une méthode de contrôle non linéaire peut être utilisée et permet d'obtenir le comportement d'impédance souhaité tout en garantissant la stabilité en boucle fermée.
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Mnyusiwalla, Hussein. "Qualité de prise dans le contexte de la planification de mouvements de préhension et de manipulation dextre en robotique." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2271/document.
Full textAbstract:
Le travail présenté s'intéresse à la problématique générale de la mise en oeuvre de mains robotiques à haut niveau de dextérité. Dans ce contexte, nous nous intéressons à la synthèse de prise d'objets en prenant en compte les contraintes propres à la tâche de manipulation visée. La manière dont l'objet est saisi a une importance capitale sur le bon déroulement d'une tâche.Le développement d'algorithmes capables de générer automatiquement des prises optimales implique avant tout la nécessité de définir la notion de prise optimale au regard de la tâche cible. Pour répondre à ce problème, la communauté scientifique propose dans la littérature de nombreux critères de qualité et continue à en développer de nouveaux. Dans cette thèse, nous présentons une extension des travaux proposés avec une étude approfondie de ces critères dans le cadre de la manipulation dextre. Ces critères sont évalués avec une main robotique entièrement actionnée à quatre doigts et seize articulations.Nous quantifions l'efficacité de ces critères dans le cadre de la réalisation de tâches de manipulation fine avec trois types d'objets spécifiques. Deux groupes de critères sont étudiés : d'une part des critères s'appuyant uniquement sur la position des points de contact, et, d'autre part, des critères prenant en compte la cinématique du préhenseur. Cette étude nous a permis de sélectionner un ensemble de critères pertinents pour résoudre le problème de synthèse de prise que nous avons mis en oeuvre dans un processus basé sur une approche évolutionnaire. Cette approche a été validée dans l'environnement de simulation OpenRAVE, puis expérimentalement avec la nouvelle main RoBioSSThe work presented in this thesis concerns object grasping with dexterous robotic hands. In this work, we are going to focus on the grasp synthesis problem by taking into account the in-hand manipulation task. The initial grasp has a capital role for the successful completion of a given task.In order to develop algorithms which are able to generate automatically correct grasps for a manipulation task, we need to define suitable grasp quality metrics to assess the validity of a grasp. Throughout the years, a large variety of quality measures have been proposed in the literature and researchers keep on developing new ones. However those quality measures are generally developed for simple grippers and for grasping tasks. In this thesis, we will extend the study of selected interesting grasp quality measures for in-hand manipulation tasks. These quality measures will be evaluated on a four finger robotic hand with sixteen fully actuated degrees of freedom.We will assess the chosen quality measures for in-hand manipulation tasks with three different carefully selected type of objects. The quality metrics are classified in two groups, first one focuses exclusively on the location of contact points and the second one considers the kinematics of the robotic hand. The review of these quality measures led us to select the ones meaningful for solving the grasp synthesis problem for in-hand manipulation. The grasping pipeline implemented to generate the correct grasps is based on an evolutionary approach using a mix of the selected quality measures. The proposed approach was tested in the OpenRAVE robotic simulator and also validated experimentally with the new RoBioSS hand
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Nguyen, Thanh Hung. "Conception et commande d’un système multi-actionneurs piézo-électriques pour l’assistance au forgeage par vibrations." Thesis, Paris, ENSAM, 2014. http://www.theses.fr/2014ENAM0007/document.
Full textAbstract:
Il a été montré dans différentes études que l'application de vibrations ultrasonores durant le forgeage permettaient entre autre de réduire les efforts et d'améliorer la qualité du produit. Plus récemment, des effets similaires ont été obtenu à basse fréquence, pour des formes d'ondes plus complexes, mais nécessitant moins de puissance. En raison de leur rigidité, et compte tenu des amplitudes et des fréquences mises en jeu, les actionneurs piézoélectriques sont bien adaptés à la génération des vibrations nécessaires mais leurs efforts restent limités et l'effet de vibrations est bénéficié selon une seule direction verticale. L'objectif de cette étude est de proposer un système multi-actionneurs piézoélectriques afin d'obtenir une plus grande force totale et des vibrations complexes combinant des rotations autour des axes du plan de la matrice et des translation selon son axe vertical. Un système mécanique à trois degrés de liberté est conçu à cet effet en utilisant des guidages élastiques en raison des faibles déplacements des actionneurs qui excluent la présence de jeux. Pour uniformiser les étapes de conception, modélisation et commande du système, une approche systémique énergétique est abordée en utilisant l'outil de Représentation Énergétique Macroscopique (REM). A l'aide de règles d'inversion de la REM, une structure de commande et une stratégie de gestion d'énergie dans le système sont développées et validées expérimentalementThe superimposition of vibration during forging is known to reduce force and improve the mechanical properties of the workpiece. Until now, ultrasonic frequencies were used, but more recent results have shown that more complex vibrations at low frequencies had similar effects, with less power. Although piezoelectric actuator can generate high forces and have large rigidity, they are still limited with regards to the necessary forces during forging.Therefore, this work addresses the design of a worktool combining several actuators to generate complex vibration waveforms consisting in rotations in the plane of the die and displacement along the vertical direction. It relies on the use of flexible hinges due to the small displacement generated by the actuators. The design and control of the system is realized using a systemic approach based on the Energetic Macroscopic Representation. Thank to this tool, the control is systematically deduced by inversion. The design and its control strategy is validated experimentally on a mock-up specially realized during this work
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Mainprice, Jim. "Planification de mouvement pour la manipulation d'objets sous contraintes d'interaction homme-robot." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782708.
Full textAbstract:
Un robot agit sur son environnement par le mouvement, sa capacité à planifier ses mouvements est donc une composante essentielle de son autonomie. La planification de mouvement est un domaine de recherche qui a largement été étudié durant ces dernières décennies. L'objectif de cette thèse est de concevoir des méthodes algorithmiques performantes permettant le calcul automatique de trajectoires pour des systèmes robotiques complexes dans le cadre de la robotique d'assistance. Ce champ applicatif émergeant de la robotique autonome apporte de nouvelles contraintes et de nouveaux défis. Les systèmes considérés qui ont pour vocation de servir l'homme et de l'accompagner dans des tâches du quotidien doivent tenir compte de la sécurité et du bien-être de l'homme. Pour cela, les mouvements du robot doivent être générés en considérant explicitement le partenaire humain raisonant sur un modèle du comportement social de l'homme, de ses capacités et de ses limites afin de produire un comportement synergique optimal. Dans cette thèse nous étendons les travaux pionniers menés au LAAS dans ce domaine afin de produire des mouvements considérant l'homme de manière explicite dans des environnements encombrés. Des algorithmes d'exploration de l'espace des configurations par échantillonnage aléatoire sont combinés à des algorithmes d'optimisation de trajectoire afin de produire des mouvements sûrs et agréables. Nous proposons dans un deuxième temps un planificateur de tâche d'échange d'objet prenant en compte la mobilité du receveur humain permettant ainsi de partager l'effort lors du transfert. La pertinence de cette approche a été étudiée dans une étude utilisateur. Finalement, nous présentons une architecture logicielle qui permet de prendre en compte l'homme de manière dynamique lors de la réalisation de tâches de manipulation interactive. Cette architecture, développée en collaboration avec un partenaire du projet européen Dexmart a également été évaluée dans une étude utilisateur.
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Maddah, Mohammad Reza. "3D visualization and interactive image manipulation for surgical planning in robot-assisted surgery." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2018. http://www.theses.fr/2018IMTA0079/document.
Full textAbstract:
La chirurgie robotisée a été développée pour pallier les difficultés de la chirurgie laparoscopique. Le robot da Vinci (Intuitive Surgical) est largement répandu dans les hôpitaux nord-américains et européens pour la chirurgie abdominale. Basé sur de la téléopération, il améliore la dextérité et la précision des opérations en chirurgie mini-invasive. Cependant, des recommandations incomplètes et des défauts ergonomiques du système, pour positionner les bras du robot à la surface l’abdomen du patient avant l’opération, créent un des principaux problèmes de la chirurgie robotisée : des organes inatteignables ou des collisions entre les instruments pendant l’opération. L’objectif de ces travaux de recherche est de proposer une nouvelle méthode de placement des bras du robot basée sur une assistance opératoire numérique utilisant l’analyse d’images médicales du patient et la modélisation 3D de la surface de son abdomen afin de calculer des positions des bras optimales en fonction des caractéristiques du robot, de la position des organes et du type de chirurgieRobot-assisted surgery, or “robotic”surgery, has been developed to address thedifficulties with the traditional laparoscopicsurgery. The da Vinci (Intuitive Surgical, CA andUSA) is one of the FDA-approved surgical robotic system which is widely used in the case of abdominal surgeries like hysterectomy and cholecystectomy. The technology includes a system of master and slave tele-manipulators that enhances manipulation precision. However, inadequate guidelines and lack of a human machine interface system for planning the ports on the abdomen surface are some of the main issues with robotic surgery. Unreachable target and mid-surgery collisions between robotic arms are the major problems that surgeons complain about in robotic surgery. The objective of this research is to design a new decision-support tool for planning port placement in robotic surgery. The decision support system will be able to determine the optimal location of the entrance ports on the abdomen surface that is specific to the patient
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Touvet, François. "Approche bioinspirée pour le contrôle des mains mécaniques." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00759971.
Full textAbstract:
Les travaux exposés dans cette thèse sont de natures multiples mais visent tous à une meilleure compréhension du geste de saisie chez l'homme, que ce soit d'un point de vue comportemental, cinématique ou de contrôle. Lorsqu'il doit saisir un objet, l'homme s'appuie sur une structure de contrôle multi-niveaux ainsi que son expérience, ce qui lui permet d'estimer les mouvements à effectuer de manière très efficace avant même d'avoir commencé à bouger. Nous pensons que ce mode de commande peut apporter une solution innovante au double problème de l'atteinte et de la saisie par une main artificielle. Nous avons donc développé une architecture de commande distribuée reproduisant en partie ces mécanismes et capable de contrôler ce genre d'artefacts de manière efficace, déclinée en plusieurs versions en fonction du niveau de contrôle souhaité. Elle est constituée d'un ensemble d'unités d'appariement s'inspirant des structures présentes dans le Système Nerveux Central : chacune a en charge une partie du problème global à résoudre, elles intègrent des informations en provenance de la consigne et/ou d'autres unités à travers des échanges parfois redondants, et elles s'appuient sur un algorithme d'apprentissage supervisé. Afin de mieux comprendre les principes qui sous-tendent le mouvement humain nous nous sommes aussi intéressés à la modélisation de la main et du geste de saisie, que ce soit à travers un protocole d'expérimentation chez l'homme ou l'analyse de données médicales et vidéos chez le singe
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Perez, Manuela. "Chirurgie robotique : de l'apprentissage à l'application." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0113/document.
Full textAbstract:
Le développement croissant de la chirurgie robotique pose le problème de la formation. Cette nouvelle technologie tend à suppléer dans les procédures complexes la coelioscopie. Elle nécessite une adaptation du chirurgien. Il est, en effet, nécessaire de maîtriser à la fois le télémanipulateur et les procédures chirurgicales, qui ne sont pas de simples transpositions des gestes coelioscopiques. Initialement, nous avons réalisé un historique du développement de la chirurgie mini-invasive coelioscopique et robotique, ainsi qu'un historique de l'apprentissage de la chirurgie. Puis, nous nous sommes intéressés à l'apprentissage de la robotique. Les simulateurs de chirurgie coelioscopique sont très couramment employés dans l'apprentissage. En robotiques, ils ont fait récemment leur apparition sur le marché. Nous avons étudié la validité du simulateur dV-Trainer dans l'apprentissage de la chirurgie robotique. Nous avons démontré l'intérêt de cet outil dans l'acquisition de la gestuelle et des automatismes propres au robot. Nous avons par ailleurs étudié l'impact d'une formation en micro-chirurgie sur les performances développées en chirurgie robotique car, au cours d'une étude préliminaire nous avions constaté que les micro-chirurgiens présentaient de meilleures aptitudes sur le simulateur de chirurgie robotique que ceux sans expérience en micro-chirurgie. Dans un troisième temps, nous nous sommes intéressés à la téléchirurgie à longue distance qui est impactée par deux contraintes que sont la latence de transmission et le volume des informations à transmettre. Une première étude a étudié l'impact du délai de transmission sur les performances des chirurgiens. Une deuxième étude a consisté à réaliser une évaluation subjective par des chirurgiens de la qualité de vidéos de chirurgie robotique compressées afin de déterminer un seuil de compression maximal acceptableThe huge expansion of minimally invasive robotic devices for surgery ask the question of the training of this new technology. Progress of robotic-assisted surgical techniques allows today mini- invasive surgery to be more accurate, providing benefits to surgeons and patients for complex surgical procedures. But, it resulted from an increasing need for training and development of new pedagogical strategies. Indeed, the surgeon has to master the telemanipulator and the procedure, which is different from a simple transposition of a laparoscopic skill. The first part of this work treats about historical development of minimal invasive surgery from laparoscopy to robotic surgery. We also develop the evolution of training program in surgery. Virtual simulators provide efficient tools for laparoscopy training. The second part of this work, study some possible solutions for robotic training. We assess the validity of a new robotic virtual simulator (dV-Trainer). We demonstrate the usefulness of this tool for the acquisition of the basic gesture for robotic surgery. Then, we evaluate the impact of a previous experience in micro-surgery on robotic training. We propose a prospective study comparing the surgical performance of micro-surgeons to that of general surgeons on a robotic simulator. We want to determine if this experience in micro-surgery could significantly improve the abilities and surgeons performance in the field of basic gesture in robotic surgery. The last part of the study also looks to the future. Currently, telesurgery need sophisticated dedicated technical resources. We want to develop procedures for clinical routine used. Therefore, we evaluate the impact of the delay on the surgical procedure. Also, reducing data volume allow decreasing latency. An appropriate solution to reduce the amount of data could be found by introducing lossy compression for the transmission using the well-known MPEG-2 and H-264 standards
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Zaidi, Lazher. "Modélisations et stratégie de prise pour la manipulation d'objets déformables." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22681/document.
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La manipulation dextre est un sujet important dans la recherche en robotique et dans lequel peu de travaux ont abordé la manipulation d'objets déformables. De nouvelles applications en chirurgie, en industrie agroalimentaire ou encore dans les services à la personne nécessitent la maîtrise de la saisie et la manipulation d'objets déformables. Cette thèse s’intéresse à la manipulation d’objets déformables par des préhenseurs mécaniques anthropomorphiques tels que des mains articulées à plusieurs doigts. Cette tâche requière une grande expertise en modélisation mécanique et en commande : modélisation des interactions, perception tactile et par vision, contrôle des mouvements des doigts en position et en force pour assurer la stabilité de la saisie. Les travaux présentés dans cette thèse se focalisent sur la modélisation de la saisie d'objets déformables. Pour cela, nous avons utilisé une discrétisation par des systèmes masses-ressorts non-linéaires pour modéliser des corps déformables en grands déplacements et déformations tout en ayant un coût calculatoire faible. Afin de prédire les forces d’interactions entre main robotique et objet déformable, nous avons proposé une approche originale basée sur un modèle rhéologique visco-élasto-plastique pour évaluer les forces tangentielles de contact et décrire la transition entre les modes d’adhérence et de glissement. Les forces de contact sont évaluées aux points nodaux en fonction des mouvements relatifs entre les bouts des doigts et les facettes du maillage de la surface de l’objet manipulé. Une autre contribution de cette thèse consiste à utiliser de cette modélisation dans la planification des tâches de manipulation d’objets déformables 3D. Cette planification consiste à déterminer la configuration optimale de la main pour la saisie de l’objet ainsi que les trajectoires à suivre et les efforts à appliquer par les doigts pour contrôler la déformation de l’objet tout en assurant la stabilité de l’opération. La validation expérimentale de ces travaux a été réalisée sur deux plateformes robotiques : une main Barrett embarquée sur un bras manipulateur Adept S1700D et une main Shadow embarquée sur un bras manipulateur Kuka LWR4+Dexterous manipulation is an important issue in robotics research in which few works have tackled deformable object manipulation. New applications in surgery, food industry or in service robotics require mastering the grasping and manipulation of deformable objects. This thesis focuses on deformable object manipulation by anthropomorphic mechanical graspers such as multi-fingered articulated hands. This task requires a great expertise in mechanical modeling and control: interaction modeling, tactile and vision perception, force / position control of finger movements to ensure stable grasping. The work presented in this thesis focuses on modeling the grasping of deformable objects. To this end, we used a discretization by non-linear mass-spring systems to model deformable bodies in large displacements and deformations while having a low computational cost. To predict the interaction forces between robot hand and deformable object, we proposed an original approach based on a visco-elasto-plastic rheological model to evaluate tangential contact forces and describe the transition between the sticking and slipping modes. The contact forces are evaluated at nodes as function of the relative movements between the fingertips and the surface mesh facets of the manipulated object. Another contribution of this thesis is the use of this model in the planning of 3D deformable object manipulation tasks. This planning consists in determining the optimal configuration of the hand for grasping the objects as well as the paths to track and the efforts to be applied by the fingers to control the deformation of the object while ensuring the stability of the operation. The experimental validation of this work has been carried out on two robotic platforms: a Barrett hand embedded on a Adept S1700D ® manipulator and a Shadow hand embedded on a Kuka LWR4+® manipulator
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Ramirez, Arias José Luis. "Development of an artificial muscle for a soft robotic hand prosthesis." Thesis, Paris 10, 2016. http://www.theses.fr/2016PA100190/document.
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Le thème central de cette thèse est la conception d’actionneurs doux à partir de matériaux intelligents et d’une prothèse de main robotique souple. Notre approche prends en compte les différents points qui peuvent influer sur le développement d’une stratégie d’actionnement ou d’un muscle artificiel : i) Les mécanismes et la fonctionnalité de la main humaine afin d’identifier les exigences fonctionnelles pour une prothèse de main robotique en matière de préhension. ii) L’analyse et l’amélioration des mécanismes de la main robotique pour intégrer un comportement souple dans la prothèse. iii) L’évaluation expérimentale de la prothèse de main robotique afin d’identifier les spécifications du système d’actionnement nécessaire au fonctionnement cinématique et dynamique du robot. iv) Le développement et la modélisation d’une stratégie d’actionnement utilisant des matériaux intelligents.Ces points sont abordés successivement dans les 4 chapitres de cette thèse1. Analyse du mouvement de la main humaine pour l’identification des exigences technologiques pour la prothèse de main robotique.2. Conception et modélisation de la prothèse de main robotique à comportement souple.3. Evaluation mécatronique de la prothèse de main.4. Conception d’un muscle artificiel basé sur des matériaux intelligentsIn the field of robotic hand prosthesis, the use of smart and soft materials is helpful in improving flexibility, usability, and adaptability of the robots, which simplify daily living activities of prosthesis users. However, regarding the smart materials for artificial muscles, technologies are considered to be far from implementation in anthropomorphic robotic hands. Therefore, the target of this thesis dissertation is to reduce the gap between smart material technologies and robotic hand prosthesis. Five central axes address the problem: i)identification of useful grasping gestures and reformulation of the robotic hand mechanism, ii) analysis of human muscle behavior to mimic human grasping capabilities, iii) modeling robot using the hybrid model DHKK-SRQ for the kinematics and the virtual works principle for dynamics, iv) definition of actuation requirements considering the synergy between prehension conditions and robot mechanism, and v) development of a smart material based actuation system.This topics are addressed in four chapters:1. Human hand movement analysis toward the hand prosthesis requirements2. Design and modeling of the soft robotic hand ProMain-I3. Mechatronic assessment of Prosthetic hand4. Development of an artificial muscle based on smart materials
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Rubiano, Fonseca Astrid. "Smart control of a soft robotic hand prosthesis." Thesis, Paris 10, 2016. http://www.theses.fr/2016PA100189/document.
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Le sujet principal de cette thèse est le développement d’un contrôle commande intelligentpour une prothèse de main robotique avec des parties souples qui comporte: (i) uneinterface homme–machine permettant de contrôler notre prothèse, (ii) et des stratégiesde contrôle améliorant les performances de la main robotique. Notre approche tientcompte : 1. du développement d’une interaction intuitive entre l'homme et la prothèse facilitantl'utilisation de la main, d'un système d’interaction entre l’utilisateur et la mainreposant sur l'acquisition de signaux ElectroMyoGrammes superficiels (sEMG) aumoyen d'un dispositif placé sur l'avant-bras du patient. Les signaux obtenus sontensuite traités avec un algorithme basé sur l'intelligence artificielle, en vued'identifier automatiquement les mouvements désirés par le patient.2. du contrôle de la main robotique grâce à la détection du contact avec l’objet et de lathéorie du contrôle hybride.Ainsi, nous concentrons notre étude sur : (i) l’établissement d’une relation entre lemouvement du membre supérieur et les signaux sEMG, (ii) les séparateurs à vaste margepour classer les patterns obtenues à partir des signaux sEMG correspondant auxmouvements de préhension, (iii) le développement d'un système de reconnaissance depréhension à partir d'un dispositif portable MyoArmbandTM, (iv) et des stratégieshybrides de contrôle commande de force-position de notre main robotique soupleThe target of this thesis disertation is to develop a new Smart control of a soft robotic hand prosthesis for the soft robotic hand prosthesis called ProMain Hand, which is characterized by:(i) flexible interaction with grasped object, (ii) and friendly-intuitive interaction between human and robot hand. Flexible interaction results from the synergies between rigid bodies and soft bodies, and actuation mechanism. The ProMain hand has three fingers, each one is equipped with three phalanges: proximal, medial and distal. The proximal and medial are built with rigid bodies,and the distal is fabricated using a deformable material. The soft distal phalange has a new smart force sensor, which was created with the aim to detect contact and force in the fingertip, facilitating the control of the hand. The friendly intuitive human-hand interaction is developed to facilitate the hand utilization. The human-hand interaction is driven by a controller that uses the superficial electromyographic signals measured in the forearm employing a wearable device. The wearable device called MyoArmband is placed around the forearm near the elbow joint. Based on the signals transmitted by the wearable device, the beginning of the movement is automatically detected, analyzing entropy behavior of the EMG signals through artificial intelligence. Then, three selected grasping gesture are recognized with the following methodology: (i) learning patients entropy patterns from electromyographic signals captured during the execution of selected grasping gesture, (ii) performing a support vector machine classifier, using raw entropy data extracted in real time from electromyographic signals
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Qian, Yang. "Conception et Commande d’un Robot d’Assistance à la Personne." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECLI0005/document.
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Ce travail s’inscrit dans le cadre de la conception et réalisation d’un robot d’assistance à la personne. Dans cette thèse, nous nous intéressons particulièrement à la conception, à la modélisation et à la commande d’un robot manipulateur mobile. La conception mécanique couplée à un outil de simulation dynamique multi-corps nous a permis d’obtenir un modèle virtuel très réaliste. Le modèle cinématique du système a été obtenu en utilisant la méthode D-H modifiée. L’approche Bond graph et la méthode de Lagrange ont permis de construire le modèle dynamique. Un algorithme hybride qui combine la pseudoinverse du jacobien et la méthode RRT a été proposé pour la planification de mouvement d’un manipulateur redondant et rechercher de configurations continues, stables et sans collision. Un contrôleur basé sur les réseaux de neurones a été introduit pour la commande coordonnée d’un manipulateur mobile. Cette méthode ne nécessite pas un modèle précis du robot. Les paramètres inconnus sont identifiés et compensés en utilisant des réseaux de neurones RBF. Un algorithme de contrôle similaire est présenté pour la commande force/position d’un manipulateur mobile qui est soumis à des contraintes holonomes et nonholonomes. L’étude de la main robotique a été effectuée séparément avant d’être couplée au reste du système. Les modèles cinématique et dynamique du système main-objet ont été obtenus en utilisant les approches mathématiques et bond graph. Un algorithme est proposé afin d’assurer une prise ferme, éviter les dérapages et suivre les mouvements désirés. Les validations des modèles et des différentes lois de commande ont été effectuées grâce à la co-simulation Matlab/modèle virtuelThe purpose of this thesis is to design, model and control of a personal assistant robot used for domestic tasks. In order to make the robot’s design more efficient, a virtual simulation system is built using dynamic simulation software. The kinematic model is set up based on modified D-H principle. The dynamic model is built using the Lagrange theorem and elaborated in Matlab. We also employ an energy-based approach for modeling and its bond graph notation ensures encapsulation of functionality, extendibility and reusability of each element of the model. A hybrid algorithm of combining the Jacobian pseudoinverse algorithm with Rapidly-Exploring Random Tree method is presented for collision-free path planning of a redundant manipulator. An intelligent robust controller based on neural network is introduced for the coordinated control of a mobile manipulator. This method does not require an accurate model of the robot. Unknown dynamic parameters of the mobile platform and the manipulator are identified and compensated in closed-loop control using RBF neural network. A similar control algorithm is presented for coordinated force/motion control of a mobile manipulator suffering both holonomic and nonholonomic constraints. Kinematics and dynamics of a dexterous hand manipulating an object with known shape by rolling contacts are derived. A computed torque control algorithm is presented to ensure firm grip, avoid slippage and well track a given motion imposed to the object. The validation of models and different control laws were made by the co-simulation Matlab / virtual model
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"Conception de préhenseurs sous-actionnés avec articulations déformables." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23690/23690.pdf.
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