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Syntaxeur pour la téléopération

La téléopération permet d'effectuer la commande d'un robot "esclave" par l'intermédiaire d'un robot "maître". On peut ainsi étendre à un site éloigné, inaccessible ou dangereux, les capacités de manipulation et de perception d'un opérateur humain. L'effort de recherche soutenu, effectué depuis quelques années a permis, aujourd'hui, d'établir les bases d'un site de téléopération opérationnel [1] [13].

  
Figure 5: Syntaxeur à retour d'effort

Ces recherches qui sont menées au CERT reposent sur des concepts novateurs qui utilisent des techniques de commande hybride, initialisées et expérimentées, il y a quelques années, sur le poignet à compliance active. Pour les besoins de la téléopération, nous avons étendu ces techniques à la fois au robot "esclave" et au robot "maître".

Le robot "maître" peut alors se comporter, simultanément, comme un capteur de position (selon certaines mobilités), tout comme un capteur de force (selon d'autres mobilités). La partition des mobilités dépend de l'opération à réaliser et de sa complexité. Pour assurer la première fonction, on asservit à effort nul, selon les mobilités spécifiées, les axes du robot "maître". Ceci nous permet de le rendre le plus transparent possible vis à vis de l'opérateur. Pour assurer la deuxième fonction, on asservit en position les axes du robot "maître". L'opérateur peut alors exercer les efforts qu'il souhaite transmettre au robot "esclave". Bien évidemment, il est parfaitement envisageable de retourner à l'opérateur la sensation de "bouger" du robot "esclave" (ce retour kinesthésique renvoyé à l'opérateur étant parfois essentiel pour assurer le succès d'une opération).

Ces nouveaux concepts possèdent deux propriétés particulièrement intéressantes :

- tout d'abord ils autorisent le fonctionnement en présence de retards de transmission, et démontrent ainsi leur intérêt pour le domaine spatial.

- ensuite, les techniques de commande hybride autorisent le découpage d'une opération complexe, en une succession d'opérations élémentaires au cours desquelles l'opérateur n'a plus à gérer qu'un nombre restreint de degrés de liberté, ce qui diminue considérablement sa surcharge intellectuelle.

Ces propriétés permettent, au-delà des applications traditionnelles de la téléopération, d'envisager aujourd'hui des retombées tout à fait originales dans d'autres domaines. Dans un proche avenir, nous pensons étendre ces concepts au domaine aéronautique, notamment pour apporter une aide au pilotage par l'intermédiaire d'un mini-manche. Cette approche offre, en effet, la possibilité d'un retour kinesthésique, apportant ainsi plus de sécurité dans certaines phases de vol (atterrissage, pilotage sur objectif, appontage d'un UAV...).

Parallèlement à ces recherches, nous étudions également quelles sont les nouvelles morphologies de robots maître qui permettent d'aboutir à un système très sensitif, capable de restituer de meilleures sensations kinesthésiques. Un prototype déja réalisé est présenté sur la figure 5.

Collaboration recherchée en vue d'un développement

Brevet déposé en France.

Contact: Claude Reboulet

33 (0)5 62 25 27 62
33 (0)5 62 25 25 64
Claude Reboulet

ONERA/CERT
Département d'Automatique
2, avenue Edouard Belin
31055 TOULOUSE Cedex

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Claude.Reboulet
Thu Jan 2 16:08:24 MET 1997