Emergence of complex behaviors from coordinated predictive control in humanoid robotics

Aurélien Ibanez 1
1 AGATHE - Assistance aux Gestes et Applications THErapeutiques
ISIR - Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique, INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : U1150
Résumé : Le problème de commande motrice de systèmes exécutant des activités multi-objectifs et fortement contraintes est à résoudre pour permettre l’émergence de comportements performants et robustes ; l’élaboration de stratégies complexes de coordination motrice est critique pour en assurer les performances, faisabilité et sécurité.Bien que les approches de commande prédictive multi-objectifs permettent la définition de stratégies complexes et sous contraintes coordonnant l’activité motrice du système, leur coût de calcul est un inconvénient critique à leur application.Le travail présenté dans ce manuscrit vise à considérer des techniques de commande prédictive multi-objectifs pour des applications pratiques à la robotique humanoïde.Une architecture de commande est alors proposée sous la forme d’un contrôleur multi-objectif à deux niveaux, exploitant les avantages respectifs des formulations prédictive et instantanée.La contribution de ce travail prend la forme de la validation des avantages d’une telle approche dans son développement pour des défis pratiques, en simulation et implémentation temps-réel, sur les robots iCub et TORO ainsi que sur des modèles d’humain.Le coût de calcul du niveau prédictif est contenu par l’introduction de problèmes réduits, permettant la formulation avantageuse de problèmes de commande au travers de programmes en nombres entiers mixtes et de distributions séquentielles et parallèles.Malgré les approximations sur la dynamique du système au niveau prédictif, des comportements complexes émergent, exploitant des stratégies de coordination entre objectifs et contraintes conflictuels pour augmenter les performances et robustesse face à des perturbations.
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Thèse
Automatic. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. <NNT : 2015PA066325>
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Soumis le : mardi 27 septembre 2016 - 01:04:40
Dernière modification le : mercredi 28 septembre 2016 - 10:03:33
Document(s) archivé(s) le : mercredi 28 décembre 2016 - 12:56:30

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Aurélien Ibanez. Emergence of complex behaviors from coordinated predictive control in humanoid robotics. Automatic. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2015. English. <NNT : 2015PA066325>. <tel-01308723v2>

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