Joscelin OUDRY IR2000 année 2002-2003 La Robotique Joscelin OUDRY IR2000 année 2002-2003

Plan Buts & domaines d’applications Historique Composition d’un robot Qu’est-ce qu’un microcontrôleur ? Programmation d’un microcontrôleur. Les constructeurs par ordre d’importance Un robot : Comment ça marche ? Bibliographie

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

Domaines d’application Manipulation - soudure - assemblage. Usines - laboratoires - hôpitaux Industrie automobile > 50% de l’ensemble des robots industriels.

Historique (1) Robot  robota(Tchèque)  travail forcé. Robotique  SF Isaac Asimov (1942). Machine programmable qui imite des actions d'une créature intelligente.

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.

Historique (3)

Composition d’un robot de 2eme génération Structure mécanique. Servo-moteurs. Capteurs. Partie commande (Microcontrôleur).

Le microcontrôleur : cerveau du robot (1) Un microprocesseur. Mémoire de données (RAM et EEPROM) . Mémoire programmable (ROM, OTPROM, UVPROM, EEPROM).

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.

Programmation d’un 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.

Programmation d’un microcontrôleur (2) Utilisation d’un logiciel de programmation haut niveau(JETPROG de lextronic). Programmateur hardware pour les EEPROM.

Programmation d’un microcontrôleur (3)

Les constructeurs par ordre d’importance Motorola (68HC11) Microchip (séries des PIC) Mitsubishi (M30620) NEC (78C10) Philips (80C552) Intel (8051)

Types de microcontrôleurs 4 bits  automatismes simples(jouets,...). Fabriqués en grande quantité. 8 bits  les plus répendus (souplesse). 16 bits  applications exigeantes. 32 bits  gros projets.

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 l’utiliser là ou va l'homme.

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.

Exemple de robots bipèdes

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.

La marche dynamique (1)

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.

La marche quasi-statique (2)

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.

La marche quasi-statique (4)

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

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