La Robotique

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La Robotique

• Joscelin OUDRY
• IR2000
• année 2002-2003

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Plan

• Buts domaines dapplications
• Historique
• Composition dun robot
• Quest-ce quun microcontrôleur ?
• Programmation dun microcontrôleur.
• Les constructeurs par ordre dimportance
• Un robot Comment ça marche ?
• Bibliographie

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Buts domaines dapplication

• Tâches répétitives et/ou précises.
• Conditions de travail trop dangereuses.
• Automatique - traitement d'images - adaptation,
  perception, interaction avec l'environnement.

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Domaines dapplication

• Manipulation - soudure - assemblage.
• Usines - laboratoires - hôpitaux
• Industrie automobile gt 50 de lensemble des
  robots industriels.

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Historique (1)

• Robot ? robota(Tchèque) ? travail forcé.
• Robotique ? SF Isaac Asimov (1942).
• Machine programmable qui imite des actions d'une
  créature intelligente.

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Historique (2)

• I. Automates ? actions répétitives.
• II. Dotés de capteurs ? réagir à l'environnement
  qui les entoure.
• III. Dotés d'intelligence artificielle ? prise de
  décisions.

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Historique (3)
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Composition dun robot de 2eme génération

• Structure mécanique.
• Servo-moteurs.
• Capteurs.
• Partie commande (Microcontrôleur).

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Le microcontrôleur cerveau du robot (1)

• Un microprocesseur.
• Mémoire de données (RAM et EEPROM) .
• Mémoire programmable (ROM, OTPROM, UVPROM,
  EEPROM).

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Le microcontrôleur cerveau du robot (2)

• Interfaces parallèles ? connexion des
  entrées/sorties.
• Interfaces séries.
• Timers ? générer ou mesurer des signaux avec une
  grande précision temporelle.
• CAN ? traiter les signaux analogiques.

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Programmation dun microcontrôleur (1)

• BASIC, C, C, JAVA.
• Le programme réalisé dans le langage de haut
  niveau est compilé en assembleur pour le
  microcontroleur.
• Transmission du code généré du PC sur le
  microcontroleur.

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Programmation dun microcontrôleur (2)

• Utilisation dun logiciel de programmation haut
  niveau(JETPROG de lextronic).
• Programmateur hardware pour les EEPROM.

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Programmation dun microcontrôleur (3)
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Les constructeurs par ordre dimportance

• Motorola (68HC11)
• Microchip (séries des PIC)
• Mitsubishi (M30620)
• NEC (78C10)
• Philips (80C552)
• Intel (8051)

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Types de microcontrôleurs

• 4 bits ? automatismes simples(jouets,...).Fabriqu
  és en grande quantité.
• 8 bits ? les plus répendus (souplesse).
• 16 bits ? applications exigeantes.
• 32 bits ? gros projets.

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Un robot Comment ça marche ?

• Pourquoi la marche?
• Utiliser une plus grande variété de terrains.
• Le sol peut-être irrégulier voir parsemé de
  petits obstacles.
• Pouvoir lutiliser là ou va l'homme.

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Les problèmes de la marche

• Gestion du centre de gravité ? équilibre.
• Comment garder cet équilibre ?
• Centre de gravité bas.
• Un corps large ? stabilité plus aisée à maintenir.

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Exemple de robots bipèdes
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Deux types de marches

• Marche dynamique - Perte d'équilibre entre
  chaque pas.- Difficulté s'arrêter en pleine
  marche.
• Marche quasi-statique - Le robot ne sera jamais
  en déséquilibre.

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La marche dynamique (1)
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La marche quasi-statique (1)

• Première solution
• Utiliser de grands pieds encadrant la zone
  centrale.
• Forme de  U  par exemple.
• Problème Changements de direction difficiles à
  mettre en place.

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La marche quasi-statique (2)
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La marche quasi-statique (3)

• Seconde solution
• Amener le centre de gravité au dessus polygone de
  sustentation.
• Déplacer avant chaque pas,une partie de la masse
  du robot au dessus du pied restant en appui.

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La marche quasi-statique (4)
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Conclusion

• La marche statique peut être implantée
  relativement facilement.
• Changement de direction ? Nombre de moteurs et
  complexité du montage augmentent.
• Indispensable pour linteraction avec
  l'environnement (suivre la lumière, éviter un
  obstacle, ...).

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Bibliographie

• www.vieartificielle.com
• www.csdm.qc.ca
• www.inria.fr