Safe Control of Robotic Manipulators in Dynamic Contexts. (Contrôle sûre de robots manipulateurs dans des environnements dynamiques)

L'objectif de cette these est d'explorer de nouvelles approches pour le developpement de systemes robotiques capables de partager en toute securite leur espace de travail avec des operateurs humains. Dans ce contexte, le travail presente est axe principalement sur la problematique de commande. Les questions suivantes sont abordees:- pour des lois de controle reactives, c'est-a-dire des problemes de commande ou la tâche a executer n'est pas connue a l'avance mais decouverte en temps reel, comment est-il possible de garantir a chaque pâs de temps l'existence d'une solution au probleme de controle? Cette solution devrait permettre au robot d'accomplir au mieux sa tâche prescrite et en meme temps de strictement respecter les contraintes existantes, parmi lesquelles, les contraintes liees aux limitations physiques des actionneurs de ses articulations.- Comment integrer l'operateur humain dans la boucle de controle du robot de maniere a ce que le contact physique puisse etre engage et desengage en toute securite? Concernant le premier point, notre travail se presente comme la continuite de resultats anterieurs developpes par Sebastien Rubrecht lors de sa these de doctorat. Sebastien Rubrecht a introduit le concept d'incompatibilite des contraintes pour des robots controles de maniere reactive au niveau cinematique. Le probleme de l'incompatibilite des contraintes apparait par exemple lorsque la formulation de la contrainte sur une position articulaire d'un robot ne tient pas compte de la quantite de deceleration produite par son actionneur. Dans ce cas, si la contrainte de position articulaire est activee tardivement, le systeme peut se retrouver dans une situation ou il n'a pas suffisamment de temps pour faire face a la limite de position articulaire imposee considerant ses capacites dynamiques limites...