Descriptif
La robotique souple est un domaine en plein essor qui renouvelle profondément notre manière de concevoir les robots et leur interaction avec l’environnement, en particulier lorsqu’il s'agit d'interactions étroites avec les humains. Ce cours propose une introduction complète aux robots souples, en abordant à la fois les principes de conception bio-inspirés, les concepts d'intelligence incarnée en complément de l'intelligence artificielle, ainsi que les outils de simulation et de modélisation physique nécessaires à leur conception et à leur contrôle.
Le cours est organisé sur quatre jours, alternant matinées théoriques et après-midis pratiques, avec des sessions expérimentales sur des robots souples. Les participants apprendront les bases de la modélisation cinématique, les stratégies de contrôle adaptées aux comportements non linéaires des structures déformables, ainsi que les méthodologies de création de jumeaux numériques pour améliorer la commande et la simulation. Enfin, des applications concrètes dans les domaines médical, industriel et artistique seront présentées, illustrant les avancées récentes et les opportunités offertes par cette technologie émergente.
Objectifs pédagogiques
L’objectif pédagogique de ce cours est de fournir aux étudiants une compréhension des particularités de la robotique souple, en développant leur capacité à concevoir, modéliser, simuler et contrôler ce type de robots. À l’issue de la formation, les étudiants seront capables d’identifier les défis propres aux structures déformables, de mobiliser des outils de simulation adaptés. Ils auront compris comment l'intelligence artificielle peut être compléter par les principes d’intelligence incarnée pour faciliter le contrôle des robots par la conception. Ils seront capables de situer les apports de la robotique souple dans des contextes applicatifs variés, en particulier dans les domaines médical, industriel et artistique.
effectifs minimal / maximal:
12/24Diplôme(s) concerné(s)
- M2 BME - Biomécanique et Ingéniérie Biomédical
- MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
Parcours de rattachement
Objectifs de développement durable
ODD 3 Bonne santé et bien-être.Pour les étudiants du diplôme M2 BME - Biomécanique et Ingéniérie Biomédical
Les étudiants doivent avoir des connaissances de base en mathématiques appliquées (algèbre linéaire, calcul différentiel), en programmation (Python ou C++ recommandé) ainsi qu'une compréhension générale des principes de la modélisation physique et de la simulation numérique. Une familiarité avec les concepts fondamentaux de l'intelligence artificielle et/ou de l'apprentissage automatique est un atout pour suivre l'enseignement.
Pour les étudiants du diplôme MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
Les étudiants doivent avoir des connaissances de base en mathématiques appliquées (algèbre linéaire, calcul différentiel), en programmation (Python ou C++ recommandé) ainsi qu'une compréhension générale des principes de la modélisation physique et de la simulation numérique.
Format des notes
Numérique sur 20Littérale/grade réduitPour les étudiants du diplôme MScT-Artificial Intelligence and Advanced Visual Computing
Vos modalités d'acquisition :
L’évaluation des étudiants repose sur deux éléments principaux : des présentations orales en groupe d'articles scientifiques, évaluées sur la compréhension, la capacité de synthèse et la clarté de l'exposé ; et des comptes rendus de travaux pratiques réalisés sur robot réel et en simulation numérique, évalués sur la qualité de l'analyse, la rigueur technique et la capacité à appliquer les notions vues en cours.
Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes)- Crédits ECTS acquis : 2 ECTS
Pour les étudiants du diplôme M2 BME - Biomécanique et Ingéniérie Biomédical
Vos modalités d'acquisition :
L’évaluation des étudiants repose sur deux éléments principaux : des présentations orales en groupe d'articles scientifiques, évaluées sur la compréhension, la capacité de synthèse et la clarté de l'exposé ; et des comptes rendus de travaux pratiques réalisés sur robot réel et en simulation numérique, évalués sur la qualité de l'analyse, la rigueur technique et la capacité à appliquer les notions vues en cours.
Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée)- Crédits ECTS acquis : 3 ECTS
La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.
Programme détaillé
La première journée débute par une introduction générale à la robotique et à la robotique souple en particulier. Sont abordés les enjeux, les motivations, les technologies disponibles et les finalités associées à cette approche émergente, ainsi que la place de l'intelligence artificielle dans la robotique moderne. L'après-midi est consacré aux principes de la bio-inspiration et de l'intelligence incarnée, en tant que fondements conceptuels de la conception des robots souples.
La deuxième journée est orientée vers la modélisation : la matinée est dédiée au rôle de la simluation en robotique, à la modélisation des déformations, à la modélisation statique et cinématique des robots souples, ainsi qu’à l’introduction de la simulation inverse comme méthode de pilotage. L'après-midi est consacré à des expérimentations pratiques sur le robot EMIO, où les étudiants appliquent les notions de modélisation mécanique, de cinématique directe et de cinématique inverse étudiées le matin.
La troisième journée approfondit la notion de jumeaux numériques pour les robots souples. La matinée est dédiée à la modélisation dynamique des robots, en intégrant la gestion des contacts avec l’environnement. L'après-midi est consacré à la mise en pratique sur le robot EMIO, à travers la réalisation d'une tâche de type pick-and-place basée sur les principes de simulation dynamique.
Enfin, la quatrième journée aborde les techniques de contrôle en boucle fermée pour les robots souples. La matinée est consacrée à la présentation des concepts de commande utilisant des retours sensoriels. L'après-midi permet aux étudiants de tester et d'implémenter un contrôle en boucle fermée sur le robot EMIO, en utilisant une caméra et des cibles fixées sur l'effecteur terminal du robot.
