Doctorant H/F en robotique

Sujet de thèse :
La conception, la planification de mouvement et le contrôle de robots nécessitent une bonne compréhension et une modélisation adéquate du comportement cinématique et statique de ces robots. Pour cela, on est amené à identifier l’ensemble des configurations singulières du robot étudié. Cet ensemble est généralement défini par des relations qui décrivent des surfaces dans l’espace des entrées (les coordonnées articulaires motorisées) et/ou des sorties (les coordonnées de pose de l’organe effecteur). Ces surfaces de singularités donnent de précieuses informations sur les performances globales du robot. Elles génèrent des frontières dans l’espace de travail que le robot ne peut pas toujours franchir, en particulier les frontières extérieures. Elles permettent aussi de vérifier si le robot est cuspidal, c’est-à-dire s’il peut changer de solution sans passer par une singularité (Wenger and Chablat [2022]). Or, il a été mis en évidence récemment qu’un robot cuspidal, si
celui-ci n’est pas identifié comme tel, peut montrer un comportement erratique lors de l’exécution de certaines trajectoires Salunkhe et al. [2024], pouvant même s’avérer dangereux lorsqu’il s’agit d’un robot collaboratif (cobot) (Verheye [2021]). Cette analyse est d’autant plus importante que beaucoup de cobots apparus sur le marché ces dernières années sont cuspidaux, alors même que ni le fabricant, ni l’utilisateur n’en est conscient. Si l’analyse de cuspidalité est à présent bien maitrisée sur des robots ayant jusqu’à 3 degrés de liberté (ddls) (Wenger and Chablat [2022]), elle reste difficile pour des robots à 6 ddls tels que les cobots du commerce (Salunkhe et al. [2024]). Cette difficulté est due à la dimension des espaces dans lesquels les surfaces de singularités sont définies, qui sont de dimension supérieure à 3.
Pour rendre les robots moins dangereux lors d’interactions avec l’humain, une solution très prometteuse est d’utiliser le paradigme de tenségrité (Quennouelle and Gosselin [2008]), (Furet and Wenger [2019], Fasquelle et al. [2020, 2021], Muralidharan et al. [2023], Chevallereau et al. [2023], John et al. [2024], Munoz et al. [2024a], Muralidharan et al. [2024], Wenger and Chevallereau [2024], Munoz et al. [2024b]). Un robot tensègre est composé d’éléments rigides en compression et d’éléments flexibles en tension comme des câbles et des ressorts. Moins complexe et plus facile à contrôler qu’un robot continûment déformable, un robot tensègre peut être actionné à l’aide de câbles et d’enrouleurs motorisés fixés sur sa base, diminuant ainsi les masses en mouvement. De plus, les éléments uniquement soumis à la compression peuvent être dimensionnés avec de faibles sections, contribuant à la légèreté du robot. Les robots tensègres soulèvent de nouveaux défis en ajoutant des contraintes liées à l’équilibre statique qui doit être vérifié dans tout son espace de travail. La stabilité des équilibres doit aussi
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