Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente un ensemble d’outils génériques en dynamique des systèmes multicorps consacrés à l’étude de la locomotion bio-inspirée. Partant d’exemples empruntés à la nature et la robotique, nous poserons un problème général de locomotion dont la résolution nous permettra d’installer progressivement un cadre géométrique unifié dédié à ce problème. Pour cela, nous partirons du modèle des systèmes multicorps mobiles discrets, que nous étendrons progressivement au cas des systèmes continus puis mous. Nous aborderons également le problème pratique de l’implémentation efficace de ces modèles en proposant une approche basée sur la méthode de Newton-Euler, illustrée par quelques exemples liés à la reptation, la natation et le vol.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Frédéric BOYER : Professeur - IMT Atlantique, Nantes, France
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Johan MAUNY : Postdoctorant - IMT Atlantique, Nantes, France
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Mathieu POREZ : Expert en robotique chez PA.COTTE - PA.COTTE, Nantes, France
INTRODUCTION
Malgré les progrès de la robotique, les capacités locomotrices des animaux, dont nous faisons partie, laissent rêveur . Pour ne citer que quelques exemples, il est remarquable qu’en dépit d’une géométrie extrêmement simple, les serpents soient non seulement capables de se déplacer dans tout type d’environnement solide grâce à plusieurs modes de reptation, mais qu’ils puissent aussi nager et même planer. Les poissons, quant à eux, jouissent d’une manœuvrabilité et d’une efficacité inégalée dans l’eau. Ils peuvent faire demi-tour sans même décélérer et nager dans des écoulements turbulents sans effort. Certains insectes sont capables de manœuvres aériennes rapides et précises et ont développé des stratégies subtiles pour récupérer l’énergie de leur environnement. Ces exemples expliquent à eux seuls pourquoi les roboticiens cherchent à concevoir des robots locomoteurs inspirés des animaux tel l’ACM-III , un robot pionnier capable de reproduire l’ondulation latérale des serpents. Long de 2 m, l’ACM-III est un système multicorps composé de 21 segments interconnectés par 20 articulations motorisées ; ses roues passives reproduisent l’anisotropie des forces de friction qui, chez l’animal, est réalisée par ses écailles ventrales , . Depuis lors, plusieurs robots serpents dédiés à la locomotion plane ou tridimensionnelle dans des milieux accidentés...
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MOTS-CLÉS
Robots bio-inspirés | Systèmes multicorps | Dynamique lagrangienne de la locomotion | Mécanique géométrique
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Dynamique de la locomotion bio-inspirée en robotique
Définitions
Sources bibliographiques
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