Robots parallèles : des "araignées" très performantes !
Depuis quelques années, l'évolution des robots est marquée par l'apparition d'une espèce aux capacités surprenantes : voici les robots parallèles !
D'une puissance, d'une rapidité et d'une précision sans égales, ces drôles de machines aux bras multiples pourraient révolutionner l'univers de la robotique et relancer vivement son attrait pour l'industrie.
Petite expérience simple de mécanique : si vous soulevez un crayon à papier en tendant le bras, votre poignet supporte le poids de votre main et du crayon. Un peu plus haut, votre coude lève quant à lui une charge plus importante ; mais que dire alors de votre épaule qui porte le bras entier… Résultat ? Une grande fatigue pour une charge de quelques grammes. Le problème est exactement le même pour un bras robotisé qui comporte plusieurs articulations agencées "en série", les unes derrière les autres. C'est là qu'interviennent les robots parallèles.
"L'objet à déplacer est fixé à plusieurs bras, très simples et dotés d'un unique moteur situé près de leur base, décrit François Pierrot, directeur de recherche CNRS au Lirmm(1) et responsable du projet MP2(2) sur ce sujet. Un robot parallèle peut développer des efforts beaucoup plus importants qu'un robot classique car sa charge se répartit dans les différents bras. Il offre aussi une plus grande précision puisqu'au lieu de s'additionner, les erreurs commises par les bras se moyennent entre elles. De quoi concevoir des outils très précis, en chirurgie par exemple ! Enfin, leur rapidité est incomparable."
Rapides mais précis
La chose laisse en effet peu de place au doute : quand les robots traditionnels peinent à développer des accélérations dépassant 1 g, l'accélération de la pesanteur, les machines parallèles atteignent les 30 g ! C'est ainsi que le fabricant de machines-outils Renault-Automation utilise depuis 1999 un robot parallèle parmi les plus rapides au monde pour percer les trous dans les boîtes de vitesses. Outre les machines-outils, les robots parallèles sont la promesse de simulateurs de vol ou de houle beaucoup plus réalistes.
Mais tout n'est pas simple. En effet, comment coordonner avec précision les déplacements de six bras reliés en un seul point ? "L'affaire est complexe et a dû être confiée aux chercheurs en mathématiques appliquées, note François Pierrot. Ceux-ci ont été obligés de créer de nouvelles théories fort complexes et continuent encore aujourd'hui à les développer." D'une manière générale, l'intérêt de la recherche pour les robots parallèles va grandissant, notamment en Europe. En particulier l'Allemagne fait preuve de volonté en la matière, et la France, pionnière dans ces recherches, n'est pas en reste comme en témoignent certaines orientations du programme Robea.
Celles-ci devraient permettre aux chercheurs du CNRS d'employer plus encore leurs compétences déjà fortement reconnues à l'étranger. Une preuve de ce savoir-faire ? En 1995, un robot parallèle à six bras, créé par le Lirmm et baptisé Hexa, a obtenu au Japon le prix de l'innovation. C'est la seule et unique fois que des chercheurs non japonais inscrivaient leur nom au palmarès.
(1) Le Laboratoire d'informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier
(2) Ce projet regroupe des équipes du Lirmm, de l'Irccyn, du Lasmea, de l'Inria et du Larama.
Robot parallèle H4, à 4 degrés de liberté
Robot T3R1
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Contacts :
François Pierrot, Laboratoire d'informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier (Lirmm), pierrot@lirmm.fr
Site Web du Lirmm consacré aux robots parallèles :