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Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines

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LISV- Laboratoire d' Ingénierie des Systèmes de Versailles > Actualités > Soutenances de HDR

"Modélisation et stratégies de commande pour systèmes robotiques dynamiques : application aux systèmes marcheurs" par Olivier BRUNEAU

soutenances hdr
Discipline : Sciences de l’ingénieur,

Informations pratiques :

Date
Le jeudi 7 juillet 2011 à 14h
Lieu
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV)
Bâtiment Boucher
Salles 103-104
10-12 Avenue de l’Europe
78140 VELIZY
Plan d'accès


Les humanoïdes sont des systèmes complexes composés de nombreux corps pour lesquels les équations du mouvement sont hautement couplées et non linéaires. L’une des fonctionnalités importantes attendues pour ce type de robots est une marche rapide et fluide dans des environnements adaptés à l’homme. A cet égard, la génération de mouvements dynamiques et la commande de la locomotion bipède, étudiées théoriquement et expérimentalement par de nombreux chercheurs, sont encore aujourd’hui des éléments fondamentaux à améliorer pour rendre fonctionnels ces humanoïdes et les doter d’une véritable capacité d’adaptation à des environnements évolutifs au travers de facultés réactives et prédictives. Les structures actuelles, bien que présentant un haut niveau d’intégration pour certains et une bonne dynamique intrinsèque pour d’autres, ne regroupent pas ces deux vertus simultanément.Dans ce contexte, l’objectif de l’HDR est de relater les contributions de nos travaux concernant la modélisation et les stratégies de commande pour systèmes marcheurs dynamiques. Outre quelques éléments de parcours scientifique, l’exposé s’articulera essentiellement autour de quatre axes:
- les apports de l’approche biomimétique pour la conception de robots marcheurs
- la coordination spatiale de la locomotion mettant l’accent sur l’importance de la maîtrise des positions et orientations de points clés de l’appareil locomoteur
- l’établissement de critères formels s’appuyant sur la dynamique des systèmes poly-articulés visant à la caractérisation unifiée de la propulsion stable des systèmes dynamiques
- l’identification des effets dynamiques prédominants et des échanges énergétiques lors de la locomotion offrant un caractère prédictif destiné à doter les systèmes marcheurs d’une robustesse accrue.
Il sera enfin précisé quels sont, aujourd’hui, les verrous scientifiques théoriques d’une part, et, les restrictions du transfert entre résultats théoriques, simulation et validation expérimentale d’autre part. Cette réflexion amènera à proposer, dans les grandes lignes, les axes scientifiques qui tenteront de contribuer à lever ces verrous et repousser ces limites.

Abstract :

Humanoids belong to the class of systems that we call “complex” since they are composed of several bodies with highly coupled and non linear motion equations. One of the most important properties that one can expect for this kind of robots is their fast and fluid walking in an environment which is rather adapted to humans.
In this context, the generation of dynamic movements and control of bipedal locomotion, both theoretically and experimentally studied by many researchers are still fundamental to improve in order to make functional these humanoids and give them a genuine ability to adaptation to changing environments through reactive and predictive skills. The existing structures, although having a high level of integration for some and good natural dynamics for others, do not combine these two properties simultaneously.In this framework, the goal of HDR is to relate the contributions of our work on modeling and control strategies for dynamical walking systems. In addition to some elements of scientific career, the presentation will focus mainly on four areas:
- contribution of the biomimetic approach for the design of walking robots
- spatial coordination of locomotion with an emphasis on the importance of controlling the positions and orientations of key points of the musculoskeletal lower apparatus
- establishment of formal criteria based on multibody system dynamics for the characterization of propulsion and stability of dynamical systems
- identification of the main dynamic effects and energy exchanges during locomotion aimed to elaborate predictive properties in order to improve robustness of walking systems.
Finally unsolved scientific problems will be mentioned. Moreover, the transfer restrictions between theoretical results, simulation and experimental validation will be discussed. These elements will suggest, in broad terms, the scientific fields that would try to help overcome these limits.

Membres du jury :

M ZEGHLOUL, Professeur des universités, Université de Poitiers – Rapporteur
M DOMBRE, Directeur de recherche, CNRS, Université de Montpellier – Rapporteur
M GOGU, Professeur des universités, Université de Clermont Ferrand – Rapporteur
Mme CHEVALLEREAU, Directrice de recherche CNRS, Ecole Centrale de Nantes – Membre examinateur
Mme MOMBAUR, Professeur des universités, Université d’Heidelberg, Allemagne - Membre examinateur
M FONTAINE, Professeur des universités, Italian Institute of Technology, Italie - Membre examinateur
M BEN OUEZDOU, Professeur des universités, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Membre examinateur

Dernière mise à jour de cette page : 17 novembre 2011


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