Robots parallèles continus

Les robots continus (RC) sont une nouvelle classe de manipulateurs développés pour améliorer les capacités d’interaction réduites des robots à corps rigides. Les RC sont généralement réalisés par un assemblage de corps flexibles fins (des tiges, aussi appelées « corps continus » en référence à la mécanique des milieux continus), et leur mouvement est obtenu en contrôlant les déformations des éléments flexibles constitutifs du robot. La flexibilité intrinsèque des RC permet de les utiliser dans de nombreux domaines où l’interaction humain-robot est fondamentale, tels que la chirurgie mini-invasive et les tâches de manipulation collaborative. Dans d’autres domaines, comme pour les tâches d’inspection qui bénéficient également de la capacité des robots à atteindre des formes complexes et à travailler dans des environnements confinés, leur grande flexibilité est attrayante.

La robotique continue est en plein essor, et l’utilisation croissante de RC dans différents domaines technologiques a motivé les chercheurs à proposer diverses conceptions. Naturellement, comme en robotique rigide, les conceptions de type sériel sont apparues les premières. Elles comprennent de nombreux robots, dont les exemples les plus représentatifs sont les RC à tubes concentriques (RCTC) et les RC actionnés par tendons (RCAT). Ces robots sont généralement de petites tailles, et sont intéressants pour des tâches d’insertion en milieux confinés, comme le corps humain. Leur taille est limitée par leur architecture sérielle : ils sont soumis à la gravité, et plus ils ont une taille importante, plus ils doivent être capables de soutenir leur poids propre. Généralement, ils sont limités à des dimensions de l’ordre de la dizaine ou vingtaine de centimètres, et à la manipulation de charges de quelques grammes.

Afin de contrebalancer ces inconvénients tout en conservant les propriétés de souplesse des RC, une autre classe de robots a été proposées : les robots parallèles continus (RPC). Ils sont obtenus par un assemblage en parallèle de plusieurs corps flexibles, reliés entre eux à leurs extrémités bien souvent, mais aussi à des positions intermédiaires, par des plateformes rigides, ce qui permet d’augmenter leur raideur intrinsèque. Ainsi, ils sont utilisés pour manipuler des charges plus lourdes (quelques dizaines, voire centaines de grammes), mais leur raideur intrinsèque permet aussi d’atteindre des précisions importantes à petite échelle (de l’ordre du nanomètre).

Les premiers travaux sur les RPC remontent à 2013. La majorité des travaux existants se focalisent sur la proposition de preuves de concept, la modélisation et l’analyse du comportement de ces robots. Plusieurs architectures de RPC ont été proposées, utilisant différentes stratégies d’actionnement (variation des...