Academic literature on the topic 'Robots – Dynamique'

La traite robotisée des vaches laitières connaît un développement soutenu depuis le début des années 2000 et représente aujourd’hui 19 % des machines à traite au sein des exploitations françaises. Malgré cet essor, la dynamique spatiale du développement du marché de la traite robotisée n’a jusqu’à présent pas été étudiée. En s’appuyant sur des entretiens avec des distributeurs et des concessionnaires de robots de traite ainsi que des éleveurs, cet article analyse la contribution de la traite robotisée à la fabrique des espaces productifs laitiers. Entre géographie rurale et géographie de firmes, il révèle non seulement comment les concessionnaires s’adaptent à la diversité spatiale de la production laitière, mais aussi comment ils la façonnent à travers des stratégies de construction d’un réseau de distribution des robots de traite.

Un pâturage de qualité doit respecter le sol, les plantes et les animaux. Le sol doit être nourri par l’herbe laissée sur la parcelle après broutage et protégé en permanence. Les plantes doivent être pâturées, ni trop fréquemment ni trop ras pour ne pas fragiliser leurs réserves et à un stade nutritionnel compris entre 2,5 et 3 feuilles. Le chargement doit être adapté aux ressources de la parcelle pour ne générer ni surpâturage ni refus. Le pâturage fixe apporte peu de contraintes aux éleveurs, mais offre peu de garantie sur le respect des réserves des plantes et leur équilibre nutritionnel. Le pâturage au fil permet de s’adapter à des changements d’effectifs mais demande une astreinte quotidienne forte pour les éleveurs. Il nécessite l’utilisation d’un fil arrière en cas de séjour long sur une parcelle. Le pâturage tournant dynamique cherche à répondre avec un maximum de précision au respect du cycle sol/plante/animal. Le nombre de paddock optimal varie entre 10 et 30 dans la perspective de respecter des vitesses de pousse comprises entre 20 et 40 jours. Cela demande un investissement en matériel de clôture important. Les robots de traite imposent des contraintes supplémentaires notamment dans le cas où les stalles sont saturées. Lorsque c’est possible, nous proposons plusieurs paddocks par jour pour soutenir le nombre de passages au robot et améliorer la valorisation de l’herbe.

De nombreuses recherches ont été menées pour évaluer quantitativement l’impact et l’efficacité des robots sociaux sur les personnes âgées en perte d’autonomie. Par ailleurs, les études visant à comprendre et à expliquer qualitativement la relation et les interactions entre les robots sociaux, les soignants et les personnes âgées se multiplient. Toutefois, des incertitudes subsistent quant aux besoins réels des utilisateurs finaux ou aux besoins liés à la relation du care impliquant des robots sociaux. Cet article vise donc à analyser les micro-dynamiques du robot social, avec les soignants et les résidents d’un Ehpad, en se concentrant sur les besoins des soignants et des bénéficiaires de soins. Des observations ethnographiques et des entretiens menés au Japon ont révélé que plusieurs comportements contrastés avaient émergé parmi les soignants et les bénéficiaires de soins, révélant des interactions et des absences d’interactions avec le robot social Lovot . Dans des situations où il y avait un conflit entre les besoins des résidents, les soignants n’avaient cependant pas systématiquement recours au robot. Ces résultats montrent que, si les besoins du soignant peuvent être satisfaits dans une certaine mesure par les robots sociaux, ils ne correspondent pas toujours aux besoins de la personne soignée, d’autant plus que ces besoins sont de nature très complexe. La prise en compte de ces besoins, ancrés dans la relation du care , permettra de considérer la manière dont l’innovation technologique peut répondre aux besoins hétérogènes des utilisateurs de robots dans le cadre des soins.

Abstract Cognitive technologies and artificial intelligence dynamize the development of the modern world in various spheres. Modern man is not always aware of how often he uses this type of technology, both in everyday life and at work. The conducted literature research has shown a growing interest in the discussed issues. The diagnostic survey allowed the assessment of the level of familiarity with the terms “cognitive technologies” and “artificial intelligence” in the perception of students, doctoral students and employees of a selected university. The auditorium survey technique was used for the research. The research shows that the distance between humans and an intelligent robot is decreasing. A man is inclined to let intelligent robots enter even the most intimate spheres of his life. The article contributes to filling the gap in knowledge about the perception and application of intelligent technologies and the readiness to use them. Furthermore, it sets out further directions for research on this phenomenon.

ATLAS OF AI: Power, Politics, and the Planetary Costs of Artificial Intelligence by Kate Crawford. New Haven, CT: Yale University Press, 2021. 336 pages. Hardcover; $28.00. ISBN: 9780300209570. *Atlas of AI: Power, Politics, and the Planetary Costs of Artificial Intelligence is Kate Crawford's analysis of the state of the AI industry. A central idea of her book is the importance of redefining Artificial Intelligence (AI). She states, "I've argued that there is much at stake in how we define AI, what its boundaries are, and who determines them: it shapes what can be seen and contested" (p. 217). *My own definition of AI goes something like this: I imagine a future where I'm sitting in a cafe drinking coffee with my friends, but in this future, one of my friends is a robot, who like me is trying to make a living in this world. A future where humans and robots live in harmony. Crawford views this definition as mythological: "These mythologies are particularly strong in the field of artificial intelligence, where the belief that human intelligence can be formalized and reproduced by machines has been axiomatic since the mid-twentieth century" (p. 5). I do not know if my definition of artificial intelligence can come true, but I am enjoying the process of building, experimenting, and dreaming. *In her book, she asks me to consider that I may be unknowingly participating, as she states, in "a material product of colonialism, with its patterns of extraction, conflict, and environmental destruction" (p. 38). The book's subtitle illuminates the purpose of the book: specifically, the power, politics, and planetary costs of usurping artificial intelligence. Of course, this is not exactly Crawford's subtitle, and this is where I both agree and disagree with her. The book's subtitle is actually Power, Politics, and the Planetary Costs of Artificial Intelligence. In my opinion, AI is more the canary in the coal mine. We can use the canary to detect the poisonous gases, but we cannot blame the canary for the poisonous gas. It risks missing the point. Is AI itself to be feared? Should we no longer teach or learn AI? Or is this more about how we discern responsible use and direction for AI technology? *There is another author who speaks to similar issues. In Weapons of Math Destruction, Cathy O'Neil states it this way, "If we had been clear-headed, we all would have taken a step back at this point to figure out how math had been misused ... But instead ... new mathematical techniques were hotter than ever ... A computer program could speed through thousands of resumes or loan applications in a second or two and sort them into neat lists, with the most promising candidates on top" (p. 13). *Both Crawford and O'Neil point to human flaws that often lead to well-intentioned software developers creating code that results in unfair and discriminatory decisions. AI models encode unintended human biases that may not evaluate candidates as fairly as we would expect, yet there is a widespread notion that we can trust the algorithm. For example, the last time you registered an account on a website, did you click the checkbox confirming that "yes, I read the disclaimer" even though you did not? When we click "yes" we are accepting this disclaimer and placing trust in the software. Business owners place trust in software when they use it to make predictions. Engineers place trust in their algorithms when they write software without rigorous testing protocols. I am just as guilty. *Crawford suggests that AI is often used in ways that are harmful. In the Atlas of AI we are given a tour of how technology is damaging our world: strip mining, labor injustice, the misuse of personal data, issues of state and power, to name a few of the concerns Crawford raises. The reality is that AI is built upon existing infrastructure. For example, Facebook, Instagram, YouTube, Amazon, TikTok have been collecting our information for profit even before AI became important to them. The data centers, CPU houses, and worldwide network infrastructure were already in place to meet consumer demand and geopolitics. But it is true that AI brings new technologies to the table, such as automated face recognition and decision tools to compare prospective employment applicants with diverse databases and employee monitoring tools that can make automatic recommendations. Governments, militaries, and intelligence agencies have taken notice. As invasion of privacy and social justice concerns emerge, Crawford calls us to consider these issues carefully. *Reading Crawford's words pricked my conscience, convicting me to reconsider my erroneous ways. For big tech to exist, to supply what we demand, it needs resources. She walks us through the many resources the technology industry needs to provide what we want, and AI is the "new kid on the block." This book is not about AI, per se; it is instead about the side effects of poor business/research practices, opportunist behavior, power politics, and how these behaviors not only exploit our planet but also unjustly affect marginalized people. The AI industry is simply a new example of this reality: data mining, low wages to lower costs, foreign workers with fewer rights, strip mining, relying on coal and oil for electricity (although some tech companies have made strides to improve sustainability). This sounds more like a parable about the sins of the tech industry than a critique about the dangers of AI. *Could the machine learning community, like the inventors of dynamite who wanted to simply help railroads excavate tunnels, be unintentionally causing harm? Should we, as a community, be on the lookout for these potential harms? Do we have a moral responsibility? Maybe the technology sector needs to look more inwardly to ensure that process efficiency and cost savings are not elevated as most important. *I did not agree with everything that Crawford classified as AI, but I do agree that as a community we are responsible for our actions. If there are injustices, then this should be important to us. In particular, as people of faith, we should heed the call of Micah 6:8 to act justly in this world, and this includes how we use AI. *Reviewed by Joseph Vybihal, Professor of Computer Science, McGill University, Montreal, PQ H3A 0G4.

Ce travail résulte d'une collaboration entre l'IRCCyN et l'ONERA sur l'identification dynamique des robots à flexibilités articulaires, utilisés par exemple dans les applications de la robotique collaborative. La technique d'identification usuelle en robotique nécessite la mesure des positions moteurs et la mesure des déformations élastiques, non disponibles sur les robots industriels. Récemment, une nouvelle technique nommée DIDIM (Direct and Inverse Dynamic Identification Models), qui utilise uniquement la mesure des efforts moteurs, a été proposée et validée sur les robots rigides. Cette thèse propose une extension de DIDIM, qui n'utilise aucune mesure de position, aux cas des robots à flexibilités articulaires. On réalise d'abord une étude comparative sur un robot rigide 6 axes avec 61 paramètres, qui démontre la supériorité de DIDIM sur une méthode usuelle en boucle fermée à erreur de sortie en position (CLOE) : DIDIM converge 100 fois plus vite et est largement plus robuste vis à vis des erreurs sur les conditions initiales. Ensuite DIDIM est étendue aux robots à flexibilités articulaires avec une procédure en trois étapes : une identification du modèle rigide en basses fréquences, une identification du mode flexible et des inerties de part et d'autre de la flexibilité et enfin une identification globale précise du modèle dynamique flexible complet. Une validation expérimentale est réalisée sur un banc d'essai de robot un axe avec une flexibilité. Ensuite, une validation en simulation sur le robot 7 axes Kuka Light Weight Robot montre l'efficacité de la méthode DIDIM appliquée aux robots à flexibilités articulaires industriels, dans le cas où la commande est connue
This work is the result of collaboration between IRCCyN and ONERA on dynamic identification of robots with joint flexibilities, used for example in new applications for collaborative robotics. The usual identification technique in robotics requires the actual data of motor positions and the actual data of elastic deformations, which are usually not available in industrial robots. Recently, a new technique called DIDIM (Direct and Inverse Dynamic Identification Models), which uses only the data of motor torques, has been proposed and validated on rigid robots. This thesis proposes an extension of DIDIM, which uses no actual position data at all, to the case of robots with joint flexibilities. First, a comparative study on a rigid 6-axis robot with 61 parameters, shows the superiority of DIDIM over a conventional method CLOE (Closed- Loop Output Error) in position: DIDIM converges 100 times faster and is strongly more robust with respect to errors in the initial conditions. Second, DIDIM is extended to robots with joint flexibilities in a three steps procedure: a rigid model identification at low frequencies, an approximated identification of the flexible mode and of the inertia of each side of the flexibility, and finally the overall accurate identification of the full flexible dynamic model. A first experimental validation is performed on a test bench robot with one joint and one flexibility. A second validation in simulation on the 7 axes Kuka Light Weight Robot shows the effectiveness of DIDIM applied to industrial robots with joint flexibilities, in the case where the actual control law is known

Cette thèse se place dans le cadre du projet Robot-Anguille, qui regroupe six laboratoires français. L'objectif du projet est de concevoir, étudier et réaliser un robot "anguille" ou "serpent-nageur" capable de se déplacer dans un espace à 3 dimensions.

A travers cet objectif, la thèse se porte dans un premier temps sur la modélisation dynamique du robot sous la forme d'un mécanisme hybride (structures de robots parallèles montées en série) permettant ainsi d'être le plus proche possible du prototype construit. Pour cela nous avons utilisé les algorithmes récursifs de Newton-Euler pour les modèles dynamiques inverse et direct en les généralisant au cas des robots à base mobile. Nous avons également proposé un modèle de contact fluide-structure pour simuler le comportement du robot dans l'eau. Pour tester ces algorithmes, nous avons simulé le comportement du robot lors de différents types de nage et en avons tiré des conclusions qui nous ont guidées dans la conception du prototype.

Dans un deuxième temps, à partir d'un générateur de mouvements à base de CPGs (ou réseau de neurones), nous avons étudié des lois de commande pour réaliser des simulations de nage en boucle fermée. Ainsi, nous avons abordé les problèmes de la nage vers des points cible et l'évitement d'obstacles pour la nage en milieu confiné.

La synthèse numérique de pas de marche est réalisée par la résolution d’un problème d’optimisation dynamique. Le système locomoteur, de type anthropomorphe, comporte 12 mobilités internes. Les modélisations réalisées sont dictées par le déterminant fondamental de la marche que constitue la manière dont le bipède enchaîne ses appuis au sol au cours d’un pas. Le mode choisi comprend une phase de simple appui et deux sous-phases de double appui. Beaucoup d’attention est accordée à la localisation des centres d’appui pieds-sol qui jouent un rôle essentiel dans la gestion des équilibres du bipède pendant la marche. La synthèse du mouvement par optimisation dynamique consiste alors à extraire du modèle dynamique une solution admissible qui minimise un critère de performance qui est l’intégrale des couples actionneurs quadratiques. Le problème formulé est converti en un problème d’optimisation paramétrique sur la base d’une représentation des variables de configuration par des splines de classe C3, et des efforts de fermeture de boucle par des splines Ci, 0 ≤ i ≤ 2. Les variables d’optimisation discrètes sont alors les valeurs en des instants équirépartis sur la durée du mouvement des fonctions approximées. Il s’y ajoute la longueur de pas et les durées relatives des trois phases du pas à engendrer. Dans sa forme finale, le problème est résolu par l’implémentation d’algorithmes PQS. Les données d’entrée caractéristiques du pas à engendrer peuvent être réduites à la seule vitesse de marche
Numerical synthesis of gait is carried out by solving a dynamic optimisation problem. The human-like locomotion system considered is made up of 12 internal degrees of freedom. Kinematic and dynamic models are stated according to fundamental determinant of gait which is the way the biped links up its ground-foot supports when walking. The support sequence adopted consists of a single support phase and two double support sub-phases. Special attention is devoted to the localisation of the centre of pressure under each foot, which are key indicators of the equilibrium state of the biped. Movement synthesis carried out using dynamic optimisation consists of extracting a feasible solution from dynamics equation by minimizing a performance criterion which is the time-integral of quadratic actuating torques. The problem stated is recast into a parametric optimisation problem using C3-spline approximations for the joint coordinates, and Ci-spline (0 ≤ i ≤ 2) for closure forces at front foot. The new optimisation variables are discrete values of these splines functions at times equally distributed along the motion time. Further global optimisation variables are accounted for: the step length and the relative length of the three step phases. In its final form, the problem is solved using SQP algorithms. Input data characterising the step to be generated can be limited to the only walking speed

Les travaux de recherche de ce manuscrit se concentrent sur l’analyse des fréquences de vibrations des robots. Nos applications concernent plus particulièrement les architectures à cinématique parallèle. Dans un premier temps nous avons considéré les robots parallèles redondants en actionnement pour lesquels nous envisageons d’augmenter la fréquence de leurs oscillations en utilisant les efforts internes intrinsèques à ce type de structure. L’objectif est d’utiliser leur actionnement pour mettre en tension leur structure, et par conséquent, par analogie avec une corde vibrante, augmenter la fréquence de leurs oscillations. Nous avons étudié plusieurs robots plans redondants et nous montrons que dans le cadre de robots typiquement conçus pour être rigides,l’influence des efforts internes rajoutés n’a que peu d’importance. La suite de nos travaux soutient la proposition suivante : "les trajectoires très dynamiques influencent les fréquences des oscillations de la plateforme mobile". En effet, les robots parallèles quand ils sont conçus pour être légers, peuvent atteindre de grandes accélérations. Nous avons choisi de nous intéresser à l’étude de l’impact que peut avoir les effets dynamiques sur la fréquence des oscillations de la plateforme mobile de ces robots. Les robots considérés pour nos développements sont des robots parallèles plans, redondants en actionnement ou non. Nous proposons d’étudier cette influence en nous basant sur un développement au premier ordre du modèle dynamique. Cette linéarisation du modèle dynamique se veut plus complète que celles proposées dans la littérature. Nous expliquons et vérifions la validité de notre approche par une étude sur le lien entre accélération et vitesse et la fréquence d’oscillation pour les robots série PR (pendule sur glissière verticale) et RR (double pendule en rotation horizontale). Ensuite, nous généralisons notre modélisation au premier ordre et l’appliquons aux quatre robots PRR-2 PRR-3, PRR-4 et Dual-V pour voir si nous sommes capable d’en dégager une tendance concernant l’évolution des fréquences d’oscillation. Nous constatons que, en fonction des trajectoires, la dynamique a une influence faible mais visible, souvent positive sur l’augmentation des fréquences d’oscillation de la plateforme mobile. Cependant, les trajectoires et les lois horaires étant imposées, nous ne pouvons que subir cette influence
The research work of this thesis manuscript focus on the analysis of the frequency of robots’ vibrations. Our applications mainly revolve around architectures with parallel kinematics. First we examined parallel robots which are redundant in actuation and for which we are considering an increase of their oscillations’ frequency using the internal forces inherent to this type of structure. The aim is to use their actuation is the tensioning of their structure, and consequently, by analogy with a vibrating-wire, to enhance theiroscillation frequency. We have studied several redundancy planar robots and we demonstrate that in the case of robots which are typically designed to be stiff, the impact of added internal forces is of low relevance. The continuation of our research supports the following proposal: “High dynamics trajectories have an impact on the oscillation frequency of the mobile platform.” Indeed parallel robots, when designed to be light, can reach greater accelerations. We chose to concentrate on the study of the impact that dynamic effects canhave on the oscillation frequency of those robots’ mobile platform. The robots examined for our developments are planar parallel robots whether they have redundant actuation or not. We offer to study this impact based on a prime order development of the dynamic model. This linearisation of the dynamic model is intended to be more complete than those suggested by literature. We explain and verify the validity of our approach with a study on the link between speed and oscillation frequency on PR robots (pendulum on a vertical sliding guide) and RR robots ( double pendulum rotating horizontally). Then we will generalize our first order model and apply it to the four robots ( PRR-2 PRR-3, PRR-4, and Dual-V) to see if we are able to identify a pattern regarding the evolution ofoscillation frequencies. We observe that, depending on the trajectories, the dynamics have a low but noticeable, and often positive, impact on the increase of oscillation frequency of the mobile platform. However, since the trajectories and speed input laws are imposed, we have no choice but to be subjected to this impact

Dans cette thèse, nous proposons des nouvelles méthodes de modélisation dynamique pour les robots parallèles et les robots hybrides. Ces méthodes sont essentiellement basées sur les algorithmes types Newton-Euler récursifs, faciles à programmer et efficaces lors de l’exécution en temps réel. Pour la modélisation dynamique des robots parallèles, la méthode proposée prend en compte la dynamique des jambes et de la plate-forme du robot ce qui procure des modèles complets de ces structures pouvant être exploités dans des algorithmes de commande et de simulation. La dynamique de la plate-forme est calculée en fonction des variables cartésiennes de la plate-forme, tandis que les modèles dynamiques des jambes sont calculés en fonction des variables articulaires, ce choix permet d’obtenir des relations moins compliquées que le calcul des deux dynamiques dans l’espace articulaire. Afin d’illustrer les différentes étapes de la méthode nous l’avons appliquée sur six robots parallèles à structures et mobilités différentes, chacun de ces robots présente des particularités qui nous ont guidés dans la mise au point de la méthode. Ensuite, nous avons étudié la modélisation des robots hybrides constitués de modules parallèles montés en série. La méthode proposée est une méthode récursive basée sur le calcul des efforts appliqués sur les différents modules de la structures les uns par rapport aux autres et par rapport à l’environnement. Le modèle dynamique inverse généralise, pour les robots hybrides, la formulation de Newton-Euler de Luh développé pour les robots série, tandis que le modèle dynamique direct généralise l’algorithme de Featherstone. En dernier lieu, la modélisation des robots hybrides a été étendue au cas où la base du robot est mobile, pour lequel nous avons exploité le principe d’un module généralisé composé des modules qui le succèdent, l’utilisation de ce principe nous a permis de calculer l’accélération de la base mobile du robot, afin d'illustrer la faisabilité de cette méthode nous l’avons appliqué sur deux modules du robot anguille
In this thesis, we propose novel methods for the dynamic modeling of parallel robots and hybrid robots. These methods are essentially based on the recursive Newton-Euler algorithm, which is easy to program and efficient during the real-time execution. For the dynamic modeling of the parallel robots, the proposed method takes into account all the dynamics of these robots what gets complete models of these structures that can be exploitable in advanced control algorithms and in simulation. The dynamics of the platform is calculated as a function of the Cartesian variables of the platform, whereas the dynamic models of legs are calculated as a function of the joint variables, This choice allows to obtain relation less complicated than the calculation of both dynamics in the joint space. To illustrate the various steps of the method we applied it to six parallel robots with different structures and mobilities, each of them presents particularities that guided us in the clarification of the method. Then, we studied the modeling of the hybrid robots composed of series of parallel modules. The proposed method is a recursive method based on calculation of the efforts applied to the various modules of the structure the ones with respect to the others and with respect to the environment. The inverse dynamic model generalizes, for the hybrid robots, the formulation of Newton-Euler of Luh developed for serial robots, whereas the direct dynamic model generalizes the algorithm of Featherstone. Then finally, the modeling of hybrid robots was extended to robots with a mobile base, for which we exploited the principle of a generalized module composed of the succeeding modules, the use of this principle allowed us to calculate the acceleration of the mobile base of the robot. To illustrate the feasibility of this method we applied it to two modules of the robot Anguille

L'objectif de cette these est d'apporter des elements de reponse aux problemes poses par la realisation d'une commande dynamique realiste, sous la contrainte temps reel, de robots a architecture parallele. La notion de calcul en temps reel est abordee dans la premiere partie de ce memoire. Cette contrainte implique une optimisation de la complexite des calculs des modeles cinematique et dynamique. L'approche proposee dans ce memoire est basee sur un formalisme global. En considerant le robot parallele comme une entite composee de plusieurs robots seriels transportant une charge commune, une expression factorisee de la matrice jacobienne cinematique et de la matrice inertielle exprimee dans l'espace articulaire et operationnel, sont determinees. Ces factorisations representent les bases pour le developpement d'algorithmes paralleles, en vue d'une implantation sur une architecture informatique de type multiprocesseurs. La notion de modele realiste est traitee dans la deuxieme partie de ce memoire, par le calibrage des modeles geometrique et dynamique. Dans un premier temps, les differentes phases du calibrage sont presentees, a savoir : la mesure, l'identification et la correction. La premiere etape a necessite la conception et la mise en oeuvre d'un capteur tactile tridimensionnel, destine au calibrage en mode statique des robots paralleles. A partir des mesures fournies par le capteur, les parametres geometriques sont determines par un algorithme d'identification non lineaire. Cette methodologie est testee experimentalement sur un robot parallele a six degres de liberte. L'identification des parametres dynamiques de ce robot est egalement effectuee. Des resultats de simulation sont presentes.

Cette thèse présente des nouvelles approches de modélisation, de tracking et de commande des robots parallèles en utilisant des droites. Un robot parallèle est composé de plusieurs chaînes cinématiques fermées. Par conséquent, un fort couplage de comportement apparait durant le mouvement du robot. La géométrie (squelette) d'un robot parallèle peut être définie en considérant les jambes de ce robot comme des droites 3D. C'est ainsi que la modélisation, le suivi visuel et la commande d'un robot parallèle devient plus simple et que sa représentation géométrique et physique est plus intuitive. Le point commun des méthodes proposées est l'observation des orientations 3D des jambes avec précision et à des grandes vitesses. Cela permet de commander les robots parallèles rapides avec précision. Pour la modélisation cinématique et dynamique des robots parallèles, nous avons développé une représentation basée sur les éléments cinématiques. Cette représentation rend la modélisation simple et immédiate. Les modèles obtenus sont basés sur les mesures des orientations des jambes et leurs vitesses. Par conséquent, nous avons ainsi proposé un observateur d'état dynamique à haute vitesse qui peut fournir les orientations des jambes et leurs vitesses. Cette procédure consiste à observer d'une manière séquentielle une portion de chaque jambe. Nous avons utilisé ces contours pour construire une consigne spatio-temporelle. Par conséquent, nous avons pu écrire des contraintes géométriques minimisées en une seule itération d'une tâche d'asservissement visuel virtuel. Ensuite, nous avons proposé une commande dynamique pour contrôler un robot parallèle dans différents espaces de commande. Ce qui nous a permis de mener des analyses pour identifier l'espace le plus adéquat pour réaliser une tâche spécifique. Ces nouvelles approches sont validées en simulation et, partiellement, en expérimentation. Les résultats obtenus sont satisfaisants et ouvrent des perspectives dans le domaine de la modélisation, du suivi visuel et de la commande des robots parallèles basé sur l'observation des jambes.

Les humains virtuels contribuent à l'évolution des techniques d'ingénierie concourante. Ils doivent permettre de tester les réactions de l'humain face à une maquette virtuelle du produit en cours de développement. Nous développons une architecture d'animation qui permet l'interaction des humains virtuels avec la maquette numérique. Après un état de l'art des techniques d'animation des humains virtuels, nous soulevons des problèmes de perte de passivité qui peuvent se poser lors de l'interaction si l'on n'y prend pas garde, et proposons des éléments de réponse. Dans un second temps nous nous attachons à résoudre les contraintes liées à l'évolution de l'humain virtuel dans son environnement. Nous retenons la non pénétration de l'environnement, les limites articulaires, et surtout l'équilibre. Nous commençons par développer un contrôleur d'équilibre simple, qui ne prend en compte que les cas où les contacts avec l'environnement sont coplanaires (c'est le cas des mouvements de marche par exemple), puis nous étendons ce premier contrôleur à un cas plus général autorisant tout type de contacts. Nous avons mis en œuvre plusieurs types de modes de commande (libre, contraint, automatique…). Dans une dernière partie nous traitons de la problématique de leur ordonnancement, et de la continuité entre modes de commande. Nous exposons alors les résultats obtenus grâce à notre plateforme
Virtual humans contribute to the evolution of techniques related to concurrent engineering. They allow to test the behaviour of humans towards a digital mock-up of the product being designed. We develop an animation architecture that enables the interaction of virtual humans with the digital mock-up. After describing a state of the art of techniques linked to virtual humans' animation, we deal with passivity loss problems that can arise during interaction. We propose solutions to the problem. In a second step we tackle with constraints linked to the evolution of the virtual human in its environment: non penetration of the environment, joint limits, and above all balance. We develop a simple balance controller that only regard coplanar contacts (this is the case of walk movements), then we extend this controller to a more generic case allowing non coplanar contacts. We developed several types of control modes (free, constrained, automatic…). In the last section we try to schedule them, being careful to continuity between each mode. We then describe the results obtained thanks to our animation platform

Les robots pouvant évoluer dans un environnement adapté à l'homme et devant interagir avec lui sont amenés à prendre une place importante dans le cadre du développement de notre société. Pour cela, la maîtrise de la conception et du contrôle de robots bipèdes, et en particulier de robots humanoïdes, est indispensable. Cependant, en l'état actuel des connaissances, les capacités des robots bipèdes existants sont encore loin d'égaler les capacités de l'être humain, et ce, à tous les niveaux. Ainsi, l'un des enjeux du développement de robots humanoïdes performants passe par la maîtrise de la locomotion, c'est-à-dire leur conférer la capacité de marcher et de courir à différentes allures tout en s'adaptant à leur environnement. Le travail de recherche mené dans le cadre de cette thèse s'intègre dans le cadre d'un programme de recherche regroupant plusieurs laboratoires français et portant sur la conception, la modélisation et la commande d'un robot bipède sous-actionné : Rabbit. Après une revue, non exhaustive, des travaux de recherche menés sur la génération d'allures de marche et de course pour des systèmes marcheurs bipèdes, nous présentons les premières notions permettant de caractériser la propulsion dynamique d'un système : la propulsion dynamique stable, le potentiel de propulsion et le potentiel de propulsion dynamique stable. Pour chacune de ces notions, nous présentons un critère analytique la représentant. Ainsi, la caractérisation de cette propulsion dynamique via des critères analytiques permet d'envisager la mise au point d'une stratégie de contrôle unifiée pour la génération d'allures de marche et de course dynamique pour des robots bipèdes. Dans l'objectif de déterminer la viabilité de cette approche, nous utilisons les premiers critères analytiques caractérisant la propulsion dynamique d'un système pour initier une allure de marche pour le robot Rabbit. Dans ce cadre, nous intégrons les spécificités des allures de marche ainsi que celle du robot.

Nous presentons une structure hierarchique multiprocesseur associee a l'utilisation d'un noyau temps-reel psos destinee a la commande dynamique des robots manipulateurs. Nous traitons les aspects de modelisation geometrique, cinematique et dynamique direct et inverse des robots a poste fixe et ayant une chaine cinematique simple. Dans la seconde partie nous etudions l'identification parametrique des robots manipulateurs. Les structures multiprocesseur de commande des robots sont etudiees dans le troisieme chapitre dans leurs aspects materiels et logiciels. Ensuite, nous presentons notre structure multiprocesseur, les caracteristiques du noyau temps-reel psos, notre politique de repartition et d'ordonnancement des taches, les apports du temps reel dans une commande dynamique multiprocesseur des robots et la mise en uvre d'une application sous systeme temps-reel. Des algorithmes de commandes dynamiques sont mis en uvre et leurs resultats discutes. La structure proposee constitue une base materielle pour la recherche et l'experimentation des commandes des robots