Planification de tâche de manipulation par pivotement pour un robot humain

This manuscript highlights the ability of a humanoid robot to perform a task hard to achieve by other types of robots. Here we are interested in manipulation of bulky objects. Such manipulation tasks are performed with great difficulty and involve several skills, such as taking into account motion of the body as one whole system (or whole-body motion) and perfect synchronization between the different limbs, arms and legs. We introduce here a whole-body motion planner that gives a humanoid robot the ability to automatically find a strategy for moving bulky objects by pivoting, taking into account a number of constraints : collision avoidance, limbs coordination, arms and legs, and stability control throughout the motion. Based on formal controllability results, defined upstream, the planner also inherits completeness of the probabilistic random sampling methods on which it is built. The geometric and kinematic capabilities of the planner proposed are also demonstrated through simulations and real experiments. Then we focus on solving more complex problems, giving the robot the ability to release and regrasp the object to manipulate if it is stuck in a narrow passage.Ce manuscrit met en avant la capacité d'un robot humanoïde à effectuer une tâche difficilement réalisable par d'autres types de robots. On s'intéresse ici à la manipulation d'objets dits encombrants. De telles tâches de manipulation s'effectuent avec beaucoup de difficultés et font appel à plusieurs aptitudes, telles la prise en compte du mouvement du corps dans son ensemble (ou mouvement corps complet) et une parfaite synchronisation entre les différents membres, bras et jambes. Nous introduisons ici un planificateur de mouvements corps complet qui donne à un robot humanoïde la capacité de mettre en place, automatiquement, une stratégie de déplacement d'objets encombrants par pivotement, tout en prenant en compte un certain nombre de contraintes : évitement de collisions, coordination des membres, bras et jambes, et contrôle de la stabilité pendant tout le déplacement. Basé sur des résultats formels, définis en amont, prouvant la contrôlabilité en temps petit d'un système se déplaçant par pivotement. Le planificateur hérite aussi de la complétude probabiliste des méthodes d'échantillonnage aléatoire de planification sur lesquelles il est construit. Les capacités géométriques et cinématiques du planificateur proposé sont aussi démontrées à travers des simulations et des expérimentations réelles. Nous nous intéressons ensuite à résoudre des problèmes plus complexes, en offrant au robot la possibilité de lâcher et de reprendre l'objet à manipuler si celui-ci est bloqué dans un passage étroit