Laboratoire de Mécanique des Solides - UMR 6610

L’objectif du projet Bip2000 est l’étude et la réalisation d’un robot bipède à fonctionnalités locomotrices anthropomorphes, en d’autres termes un robot marcheur dont la locomotion s’apparente à la marche humaine.

Ce projet associe Mécanique, Biomécanique, Automatique et Informatique. Ces aspects pluridisciplinaires sont couverts par les domaines de compétence des équipes participantes :

 Laboratoire de Mécanique des Solides de Poitiers (Guy Bessonnet et Philippe Sardain, équipe " Mécanismes et Robotique ")
 Institut National de Recherche en Informatique et Automatique (unité de Grenoble, Bernard Espiau et Pierre-Brice Wieber, équipe " BIP ").

Ce projet commun a été lancé en 1995 à l’initiative de l’INRIA Rhône-Alpes. Le Laboratoire de Mécanique des Solides a pris en charge les études et développements technologiques. Cette phase s’est concrétisée à la fin de l’année 1999 par la construction d’un démonstrateur complet pour chaque site (Poitiers et Grenoble), équipé de ses quinze moteurs et actionneurs, de ses capteurs articulaires, de ses capteurs de force plantaires, et de son électronique de puissance et de commande. L’architecture de contrôle a été développée à l’INRIA. Le robot Bip a fait ses premiers pas au début de l’année 2000.

Il est commun de considérer que, par rapport à leurs homologues à roues, les robots à pattes en général ont la capacité de franchir des obstacles et de se déplacer sur des terrains variés, parfois inaccessibles aux premiers, et toujours de manière moins invasive.

Les robots bipèdes sont particulièrement bien adaptés pour se mouvoir dans les environnements où évolue l’homme, à son domicile ou au travail, lorsqu’il s’agit de circuler dans des passages étroits et sinueux (au sein du mobilier, autour de postes industriels), de franchir des obstacles (seuils, escaliers, etc.).

Plusieurs champs d’application sont dans cet esprit généralement cités :

 inspection à distance et maintenance industrielle,
 intervention après accident technologique majeur ou catastrophe naturelle,
 service d’assistance personnelle (domaine d’application émergent au Japon),
 loisirs (penser au succès rencontré par les robots-animaux, notamment le " chien " Sony).

Pour notre part, considérant que les robots marcheurs constituent un champ expérimental aux recherches fondamentales en biomécanique, nous nous orientons plutôt vers des applications telles que l’optimisation du geste ou la rééducation.

Du point de vue mécanique, l’une des caractéristiques du projet Bip est l’originalité de ses systèmes actionneurs qui permettent de réduire sensiblement les inerties des pattes du bipède, ce qui a son importance dans le domaine de la locomotion alternée pour gérer efficacement la dynamique interne du système. Afin d’obtenir un système locomoteur aussi anthropomorphe que possible, en plus des 12 degrés de liberté communément adoptés pour les deux jambes (comme par exemple les P2 et P3 Honda), Bip est pourvu de 3 degrés de liberté entre le pelvis et le tronc, ce qui le rend très mobile et permet de dissocier les fonctions locomotion et équilibration.

Dans sa poursuite à moyen terme, ce projet demeure essentiellement exploratoire des potentialités de la bipèdie mécanique en termes de mobilité, de stabilité, de capacité à évoluer dans des milieux structurés pour le marcheur humain. Après la phase de conception, de construction et de test, s’annonce naturellement la phase d’animation du bipède.

Remerciements

En ce qui concerne le LMS, les travaux de recherche et développement, pendant la période 1995-2000, ont pu être réalisés grâce aux financements des institutions suivantes : Conseil Régional Poitou-Charentes, Conseil Général de la Vienne, CNRS, MENRT-Université de Poitiers.