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Conception optimale de robots parallèles

Participant : Jean-Pierre Merlet

Mots-clés : conception optimale,robot parallèle Nous avons décidé de développer une méthodologie complète pour la conception optimale de robots parallèles : DEMOCRAT  [28, 29]. Dans la conception interviennent des critères caractérisant le robot (espace de travail, raideur, précision...) qui dépendent de paramètres qui définissent sa géométrie. L'approche traditionnelle de la conception est la minimisation d'une fonction de coût, qui consiste à créer une fonction à partir des différents critères, puis à chercher numériquement la valeur des paramètres qui permettent de la minimiser. Cette méthode est coûteuse en temps de calcul car, d'une part, il n'y a aucune restriction sur le domaine de l'espace des paramètres où se fait la minimisation et, d'autre part, il est nécessaire de procéder à de fréquentes estimations de la fonction, donc des critères, dont l'évaluation est elle même très coûteuse.

DEMOCRAT procède d'une autre approche, reposant sur deux étapes. Dans la première, on utilise certains critères (par exemple une spécification de l'espace de travail [25] ) pour déterminer les régions de l'espace des paramètres (où un point représente une géométrie du robot) où se trouve le robot optimal. Après cette étape le domaine de recherche dans l'espace des paramètres est usuellement de petite taille. Dans la deuxième étape, l'utilisateur spécifie son cahier des charges dans un langage de haut niveau incluant des requêtes de calcul de certaines caractéristiques du robot, comme la raideur minimale, la précision, la présence de singularités... DEMOCRAT procède alors à une discrétisation des régions trouvées à la première étape et, pour chaque noeud, soumet le robot à la routine écrite par l'utilisateur. Le résultat de l'évaluation permet de déterminer si le robot est optimal. Cette approche permet de déterminer efficacement un mécanisme quasi-optimal, même pour un cahier des charges complexe incluant plusieurs critères, cas mal traité par l'approche fonction de coût.

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