17/06/2013 - Rosphere, une sphère robotisée pour les missions d'exploration

Menéame

L’un des objectifs de la Robotic and CyberGamme de la Université polytechnique de Madrid (UPM) est le développement de robots capables de se dérouler dans des environnements où la locomotion peut être rendue difficile par des irrégularités du terrain qui compromettent leur stabilité.

Invoqués par ce défi, ils ont abordé l’étude, la conception et la construction d’un véhicule terrestre mobile qui dispose d’un système de mouvement non conventionnel. Le résultat est Rosphere, un robot sans roues, chenilles ou pattes, se limitant à un seul corps sphérique qui, littéralement, roule sur lui-même pour accomplir ses différentes missions, étant donc intrinsèquement stable. Lors des différents tests d’évaluation effectués, le robot a démontré son potentiel pour diverses applications.

Comment une simple boule ou un corps sphérique peut-il se déplacer sans aucune force extérieure ? Bien qu’il existe différentes techniques, dans ce cas particulier, le fonctionnement est fondé sur un principe de relative simplicité qui implique la compréhension d’un concept physique fondamental: le centre de masse. Le fonctionnement du robot peut être comparé à celui d’une boule de jeux d’un hamster. Dans cet exemple, ce qui se passe vraiment, c’est que, à mesure que le hamster se déplace, il change l’emplacement du centre de masse du système en déstabilisant le corps sphérique et, par conséquent, en générant des mouvements.

En général, les différents systèmes de locomotion des robots sphériques peuvent être compris comme des moyens alternatifs de remplacer le petit animal par un système mécanique complété par des instruments électroniques et des programmes, de sorte que, dans l’ensemble, le système mécatronique peut induire des mouvements dans une boule de manière contrôlée. Rosphere dispose d’un système pendulaire avec une capacité de deux mouvements indépendants (ou deux degrés de liberté). Avec ce mécanisme interne, vous pouvez faire des mouvements droites et curviliniens semblables à ceux d’une voiture.

Une partie importante du temps consacré à cette recherche a été liée au développement mécatronique du robot, c’est-à-dire tout ce qui implique votre mécanique et électronique de contrôle, communications et programmation. Deux versions ont été produites, dans lesquelles différentes évolutions du système pendulaire et de son entraînement ont été testées.

Les travaux du Groupe de la cybercriminalité et de la robotique ne se sont pas limités à la construction du robot. Après le développement de la plate-forme d’essai et la validation de ses systèmes de contrôle, le robot a été placé dans différents scénarios pour évaluer ses applications réelles au-delà de sa forme particulière de déplacement.

Dans le premier scénario, le robot a été utilisé pour effectuer des mesures in situ des variables environnementales dans les sillons des semailles, où leur forme est idéale pour qu’il n’affecte pas les cultures, en effectuant des parcours et en recueillant des informations pouvant être utilisées pour la surveillance et l’application de techniques agricoles de précision.

Un autre scénario testé a été la surveillance d’espaces partagés avec des personnes, où il est prévu de vérifier que ce type de robot peut interagir en toute sécurité sans qu’il représente une menace pour les personnes. Comme scénario prototype, le parc du Retiro de Madrid a été choisi.

Bien qu’il s’agisse encore d’un système en développement, Rosphere a démontré dans ses essais préliminaires le potentiel pour différentes applications. Des aspects tels que l’amélioration de votre navigation autonome ou de votre robustesse mécanique augmenteront vos champs d’application.
 

Réf.

J. D. HERNANDEZ, J. BARRIENTS, J. DU CERUM, A. BARRIENTS, D. SANZ. "Moisture measurement in crops using spherical robots," Industrial Robot: An International Journal, vol. 40, pp. 59-66, 2013.

Image:

Robotic et Cibérnetica - Groupe d’enquête

UNIVERSITÉ POLITIQUE DE MADRID

Pour plus d’informations:

http://www.robcib.etsii.upm.es/index.php/es/proyectos/rosphere

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Université polytechnique de Madrid

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