Année de soutenance: 2022
Manuscrit accessible ici
Résumé
Cette thèse est financée par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) à travers le projet intitulé ANR-CoBot. Ce projet pluri-disciplinaire a pour but d’étudier les interactions entre 2 individus lors d’un transport de charges collaboratif et de réaliser une collaboration homme-robot pour transporter une charge. Dans le cadre de ce projet, ma thèse s’intéresse spécifiquement à la réalisation d’un transport de table en collaboration entre un humain et un robot de type TALOS produit par l’entreprise PAL Robotics. Lorsqu’on s’intéresse à une telle interaction homme-robot, les deux principaux enjeux à relever sont les suivants : comprendre le comportement de l’humain, d’une part, et contrôler le robot pour qu’il puisse adapter ses actions à celles de son partenaire humain d’autre part. Le premier enjeu est d’ordre biomécanique, tandis que le second est d’ordre robotique. Cette thèse allie donc ces deux disciplines. En biomécanique, le travail s’est focalisé sur l’étude des trajectoires de Centre de Masse (CdM) d’individus marchant seuls sans contraintes puis marchant en transportant une table en binôme. Le but de cette étude est de modéliser ces trajectoires de marche avec un problème de contrôle optimal afin de pouvoir prédire où va un individu à partir de sa trajectoire passée. Cette information est nécessaire pour réaliser une interaction homme-robot fluide où le robot arrive à anticiper le comportement de son partenaire lors du transport, comme le ferait un être humain. En robotique, cinq aspects sont à maîtriser afin de réaliser un transport de charge : * La localisation: le robot doit pouvoir « voir » la table et son partenaire pour pouvoir interagir avec eux. * La génération de la marche : le robot doit pouvoir marcher jusqu’à l’endroit où l’humain veut amener la table, endroit qui est a priori inconnu au robot. * Le contrôle corps-complet : le robot doit pouvoir soulever la table et marcher en la tenant. * La stabilisation : le robot doit pouvoir réaliser tous ces mouvements sans perdre l’équilibre. * La sécurité : le robot ne doit pas mettre en danger l’intégrité physique de son partenaire humain. Parmi ces différents aspects, ma thèse se focalise sur la génération de la marche tandis que les autres points font l’objet de travail d’autres gens au sein de l’équipe Gepetto du LAAS-CNRS. Lors d’une interaction homme-robot, la génération des trajectoires du CdM du robot et de ses pieds doit être rapide et doit prend en compte les mouvements de l’humain en temps réel. Ainsi, la principale contribution au générateur de marche du robot, lors de cette thèse, a été de le coupler au modèle de prédiction des trajectoires humaines.
Publications
Prix
Isabelle a reçu l’accessit de la meilleure thèse en robotique en 2022 (voir photo).
