Cinématique et mise en œuvre d'un manipulateur de tronc d'éléphant et d'autres robots de style continuum

Traditionnellement, les manipulateurs robotiques ont été un agencement simple d'un petit nombre de liens connectés en série et d'articulations actionnées. Bien que ces manipulateurs s'avèrent très efficaces pour de nombreuses tâches, ils ne sont pas sans limitations, dues principalement à leur manque de manœuvrabilité ou de degrés de liberté totaux. Les robots de style continuum (c'est-à-dire à "colonne vertébrale" continue), quant à eux, présentent une large gamme de manœuvrabilité et peuvent avoir un grand nombre de degrés de liberté. Le mouvement des robots de style continuum est généré par la flexion du robot sur une section donnée ; contrairement aux robots traditionnels où le mouvement se produit en des lieux discrets, c'est-à-dire aux articulations. Le mouvement des manipulateurs de continuum est souvent comparé à celui des manipulateurs biologiques tels que les troncs et les tentacules. Ces robots de style continuum peuvent réaliser des mouvements qui ne pourraient être obtenus que par un robot conçu de manière conventionnelle avec beaucoup plus de degrés de liberté. Dans cet article, nous présentons une formulation détaillée et une explication d'un nouveau modèle cinématique pour les robots de style continuum. La conception, la construction et la mise en œuvre de notre robot de style continuum appelé manipulateur de tronc d'éléphant sont présentées. Des résultats expérimentaux sont ensuite fournis pour vérifier la légitimité de notre modèle lorsqu'il est appliqué à notre manipulateur physique. Nous fournissons également un ensemble d'expériences d'évitement d'obstacles qui contribuent à montrer la mise en œuvre pratique de notre manipulateur ainsi que de notre modèle cinématique.