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Mots clés : commande, commande référencée capteur, mécanique, mécanique des solides, modélisation, robotique, robotique mobile, simulation de système mécanique, temps réel, asservissement visuel .
Dans la classe des systèmes mobiles, les robots marcheurs, par exemple hexapodes, présentent des avantages certains sur leurs homologues à roues dès que le sol n'est plus plan ou libre : le franchissement des obstacles est plus aisé, l'emprise au sol plus faible, l'adaptabilité meilleure. Ceci concerne les grands domaines de la robotique non-manufacturière : exploration, maintenance, intervention, service. Cependant, dès lors que l'environnement de travail du système est conçu pour l'homme, la technologie multipode doit en général laisser place à la bipédie si l'on désire conserver de bonnes possibilités de déplacement et d'action sans modifier l'environnement. D'où l'intérêt assez récent que porte la communauté mondiale de Recherche et Développement en robotique aux systèmes dits humanoïdes, destinés à accompagner l'homme dans certaines de ses activités personnelles ou professionnelles. Par exemple, une certaine forme d'assistance à domicile de personnes à mobilité réduite, pour des tâches très routinières, pourrait être assurée par des robots bipèdes, car ceux-ci ont la faculté de pouvoir se déplacer sans adaptation particulière de l'environnement.
Si la faisabilité de tels systèmes reste largement hors d'atteinte pour ce qui est de robots aux capacités d'autonomie décisionnelle élevées, le niveau actuel de la technologie permet par contre d'envisager la réalisation de machines capables de se déplacer en marchant dans des conditions bien déterminées et d'exécuter quelques actions très simples.
Ce problème reste donc largement ouvert, l'état de l'art en la matière étant constitué par les très belles réalisations de Honda, les robots humanoïdes P2 et P3 présentés en 1997.
Ainsi, le modèle mécanique d'un tel système comporte-t-il trois aspects :
Nous sommes donc en présence d'un système dynamique hybride complexe, dont l'étude reste encore peu explorée.
Tout ceci nous incite donc à rechercher une approche de la commande dans laquelle les trajectoires sont cycliques et énergétiquement optimales, en un sens qui reste à préciser. Un autre point est que ce qui importe vraiment est la progression globale du robot tout en préservant une stabilité mécanique particulière qui est de nature dynamique. Les approches classiques, comme le suivi précis de trajectoires articulaires figées sont donc inadaptées, sauf si l'on s'intéresse principalement au contrôle de la posture. Le domaine n'étant pas lui-même stabilisé (et loin s'en faut), le chercheur explorera donc des techniques de commande variées : optimisation non-différentiable, commande prédictive, commande par apprentissage itératif, commande par fonction de tâches [[6]]... On n'oubliera pas enfin la commande référencée capteurs [[3]], qui permettra de prendre en compte des mesures locales de distance, de proximité, de réaction au sol...