A travers le monde, les travaux concernant la locomotion des robots bipèdes sont très variés. D’un coté, des robots humanoïdes complexes technologiquement remarquables, sont développés essentiellement au Japon, ils ont généralement des démarches à marche pied à plat, genoux légèrement pliés avec des commandes heuristiques fondées sur la notion de ZMP (Zéro Moment Point) pour éviter toute phase de déséquilibre de l’humanoïde sur le pied de support et ainsi toute rotation inattendue du pied en support. De l’autre des robots passifs ou semi passifs sont développés essentiellement aux USA et aux Pays-bas. Ils ont des structures mécaniques extrêmement simples et sans actionneurs ils descendent des pentes, ou avec des actionneurs de faibles puissances ils se déplacent sur terrains plats en consommant très peu d’énergie. Ils sont peu robustes et peu versatiles. Notre recherche se situe entre ces deux extrémités, et nous avons voulu pour des robots avec des actionneurs classiques, nous intéresser essentiellement aux phases de déséquilibres, qui existent dans la marche humaine, pour intégrer dans nos stratégies l’effet moteur de la gravité, au lieu de s’y opposer. Par ailleurs une autre caractéristique de nos approches est de s’appuyer sur des études théoriques de la stabilité des commandes que nous développons.

Dans le quadriennal précédent, ces approches ont été principalement dédiées au bipède Rabbit. Ce robot ayant un contact ponctuel (passif) avec le sol et évoluant dans un plan. Durant ce quadriennal, nos travaux ont portés sur :

• La diffusion des connaissances que nous avons acquises à travers de l’écriture de 2 ouvrages, l’un est assez généraliste [B.2007.2], il a été écrit en collaboration avec 2 collègues français G.Abba et G. Bessonet en français puis traduit en anglais [B.2009.1], l’autre écrit en collaboration avec des collègues américains synthétise l’approche originale à laquelle nous avons contribué pour des robots plan [B.2007.1].

• L’extension du cas du contrôle d’un robot plan à contact ponctuel avec le sol au cas d’un robot avec pied pour une allure intégrant une phase de rotation autour de l’axe métatarsien [A.2008.1].

• L’extension au cas des robots évoluant dans l’espace. Dans le cadre de la thèse de D. Tlalolini, des allures cycliques optimales de marche ont été définies. Il a été en particulier mis en évidence que l’introduction d’une phase de rotation autour de l’axe métatarsien en fin de phase de simple appui (comme dans la marche humaine) permet de réduire la consommation énergétique en cas de marche rapide [A.2009.3, A.2010.2]. Pour un robot avec un contact ponctuel avec le sol, des lois de commandes assurant la stabilité de la marche ont été proposées [A.2009.4]. Il a en particulier été montré que le choix des variables asservies étant important, ce qui n’était pas le cas pour les robots évoluant dans le plan. Ce travail sera poursuivi pour un robot humanoïde avec des pieds de taille finie et une rotation possible du pied dans le cadre de la thèse de T. Wang.

Nous cherchons actuellement à élargir la portée de nos travaux dans le domaine biomé-canique. Les objectifs sont d’augmenter notre compréhension de la marche humaine et éventuellement d’envisager des applications médicales. Un modèle de muscle a été intro-duit, et la prise en compte des élongations et vitesses d’élongation des muscles au cours du mouvement nous a permis de mettre en évidence des limites maximales et minimales sur les forces que les muscles peuvent produire. La prise en compte de ces limites nous permet d’obtenir naturellement une co-contraction des muscles [A.2010.1]. Ce résultat original et pertinent, nous semble très prometteur sur le sujet de la co-contraction, très discuté dans la communauté biomécanicienne. Par ailleurs, dans le cadre d’un projet ANR R2A2, nous dédions une part de nos activités à la recherche de marche avec une consommation énergétique réduite. Nous étudions l’effet d’un structure de genou plus performance de ce point de vue que l’articulation rotoïde généralement utilisée en nous inspirant du fait que le genou humain n’est pas une articulation rotoïde, et le rôle de dispositif de stockage d’énergie (ressort, tendon …).

D’autre part, bien que la majorité des études et résultats portent sur le système loco-moteur, nous pensons à partir de nos travaux qui concernent le mouvement de marche balistique d’un robot bipède [C.2008.23] que les membres supérieurs ont un rôle impor-tant de réduction de l’énergie nécessaire pour la marche, voire la course.