Transport collaboratif d'une charge par un couple humain-robot

Les robots humanoïdes sont particulièrement adaptés à collaborer avec des humains. En effet, leur ressemblance avec l'être humain facilite leur acceptation sociale, et leur structure bipède les aide à fonctionner dans des environements conçus pour les humains. Par contre, cette même structure les rend instables et diffcile à contrôler, particulièrement lors d'interactions physiques avec d'autres acteurs. Ce projet de recherche s'attarde au contrôle de robots humanoïdes impliqués dans de telles tâches collaboratives. On s'intéresse plus particulièrement au transport d'objets lourds par un robot humanoïde et un humain. Pour ce faire, un modèle dynamique simplifié prenant en compte la dynamique de la tâche à accomplir ainsi que les forces appliquées sur le robot est proposé. Celui-ci permet une intégration directe de la compliance des bras et l'utilisation de contraintes dynamiques sur les forces d'interactions. Ce modèle est implémenté à l'aide d'un contrôleur de type Model Predictive Control. Un robot humanoïde de taille humaine (HRP-4) et un robot humanoïde de petite taille (NAO) ont été utilisés en simulation pour montrer les performances et la polyvalence de la méthode proposée, chacun transportant collaborativement des charges surpassant leur masse respective

Kalman Filter Based Observer for an External Force Applied to Medium-sized Humanoid Robots

International audienceExternal force observer for humanoid robots has been widely studied in the literature. However, most of the proposed approaches generally rely on information from six-axis force/torque sensors, which the small or medium-sized humanoid robots usually do not have. As a result, those approaches cannot be applied to this category of humanoid robots, which is widely used nowadays in education or research. In this paper, we improve the external force observer in [1] to handle the case of an external force applied in any direction and at an arbitrary point of the robot structure. The new observer is based on Kalman filter formulation and it allows the estimation of the three force components. The observer is simple to implement and can easily run in real time using the embedded processor of a medium-sized humanoid robot such as Nao or Darwin-OP. Moreover, the observer does not require any change to the robot hardware as it only uses measurements from the available force-sensing resistors (FSR) inserted under the feet of the humanoid robot and from the robot inertial measurement unit (IMU). The proposed observer was extensively validated on a Nao humanoid robot. In all conducted experiments, the observer successfully estimated the external force within a reasonable margin of error