Outil logiciel pour la modélisation, la simulation et le contrôle des robots souples

Les différences technologiques entre la robotique traditionnelle et la robotique souple ont un impact sur tous les outils de modélisation généralement utilisés, y compris les modèles de cinématique directe et inverse, les Jacobiennes et la dynamique. En raison du manque de méthodes précises de modélisation et de contrôle pour les robots souples, les concepts prometteurs d'utilisation de ce type de conception pour des applications complexes (médecine, assistance, robotique domestique, etc.) ne peuvent pas être mis en œuvre de manière pratique. Cet article présente un premier cadre logiciel unifié dédié à la modélisation, la simulation et le contrôle des robots souples. Le cadre s'appuie sur la mécanique des milieux continus pour modéliser les parties robotiques et les conditions aux limites comme les actionneurs et les contacts en utilisant une représentation unifiée basée sur les multiplicateurs de Lagrange. Cela permet de simuler le robot numérique dans son environnement en utilisant un modèle direct. Le modèle peut également être inversé en ligne en utilisant une méthode basée sur l'optimisation qui permet de contrôler les robots physiques dans l'espace de tâche. Pour démontrer l'efficacité de l'approche, nous présentons divers scénarios de robots souples, y compris ceux où le robot interagit avec son environnement. Le logiciel a été construit sur SOFA, un cadre open-source pour la simulation en ligne déformable et est disponible sur https://project.inria.fr/softrobot/.