Locomotion des robots marcheurs bipèdes

Ce travail est dédié à la génération des mouvements optimaux de marche cycliques pour des robots bipèdes 3D. La structure cinématique des robots considérés ne retient que les mobilités de base du système locomoteur humain au niveau de la chaîne cinématique hanche-genou-cheville-pied. La décomposition du cycle de marche humaine, la modélisation du robot et les contraintes liées au contact pied sol sont présentées. Dans une étude préalable, limitée au plan sagittal, différentes allures de marche sont comparées. Elles intègrent des phases de double support instantané ou de durée finie et des phases de simple support comprenant ou non une sous-phase sous-actionnée au cours de laquelle le pied d'appui tourne autour de son arête frontale. Ces résultats sont généralisés au cas d'une marche 3D. La génération de ces mouvements, posée sous la forme d'un problème d'optimisation paramétrique sous contraintes est résolu par une technique de type Programmation Séquentielle Quadratique. On montre dans ces différentes études que l'introduction de la phase de déroulement du pied en simple appui permet d'obtenir des vitesses de marche plus élevées pour des consommations énergétiques moindres.

Autorentext

David Tlalolini Romero est docteur en automatique, robotique etinformatique appliquée à l IRCCyN, École Centrale de Nantes,France. Ses travaux de recherche sont concentrés surla modélisation et la commande des systèmes mécaniquesmulti-corps et sur le développement des algorithmesd optimisation pour engendrer des allures de locomotion bipède.