IMA3/IMA4 2018/2020 P13

Présentation générale

Description

Sur le marché actuel, on trouve très peu de robots amphibies. En effet, les systèmes de propulsion utilisés ne sont pas adaptés à différents environnements. La propulsion par rotation (roue/hélice) est difficilement adaptable a différents milieux ainsi qu'a différents obstacles L'un des objectifs de la robotique déformable est notamment d’accroître la mobilité en faisant varier la géométrie du robot.

Pour répondre à ces problématiques, on s'inspire du déplacement des raie Manta. Cet animale a la particularité de ce déplacer par un mouvement d'ondulation.

Une inclinaison verticale des nageoires permettrai théoriquement de se déplacer sur une surface solide.

Objectifs

L'objectif est donc de concevoir un robot amphibie déformable capable d'adapter sa géométrie pour se déplacer dans différents environnements.Le contrôle du robot se fera en boucle fermé donc de manière autonome. Ce dernier sera propulser par un mouvement ondulatoire comme la raie. Selon l'orientation des nageoires (horizontale/verticale) le robot peut se déplacer sur une surface solide ou en milieu aquatique. De plus le dispositif doit être plus manœuvrable que les système déjà existant (robotique solide) dans le but faire face aux obstacles rencontrés.

Dans sa globalité, le projet comprend:

-la conception du système de propulsion par ondulation

-la fabrication de l'enveloppe hermétique

-la conception de la carte électronique

-l’intégration des différents capteur nécessaires au fonctionnement autonome

-le développement du programme de navigation (avec reconnaissance du milieu)

Analyse du projet

Positionnement par rapport à l'existant

La robotique déformable un secteur récent de recherche et développement. Tout est à faire et à inventer. Cependant, de nombreux projets témoignent que des structures déformable présentent de nombreux avantages notamment en terme de rendement énergétique. Concernant le fonctionnement amphibie nous avons trouver deux concurrents dont un reprenant également le principe d'ondulation.

Analyse du premier concurrent

Salamandra robotica II (École polytechnique fédérale de Lausanne)

Ses concepteurs se sont inspiré de la salamandre. Cet amphibien utilise deux modes de locomotion différents en fonction du milieu dans lequel il se trouve. Dans l'eau, son corps ondule ; l'animal nage alors à la manière d'une anguille. En revanche, il utilise ses pattes pour se mouvoir sur la terre ferme.

Le robot se compose de dix modules articulés pouvant réaliser des mouvements latéraux. Les neuf premiers ont une forme rectangulaire et intègrent des circuits électriques et des microcontrôleurs. Quant au dernier, il ressemble à une palette natatoire. Les modules 3 et 6 sont en plus équipés d'une paire de pattes repliables.

Les mouvements sont donc coordonnés par un ordinateur principal faisant tourner la modélisation du réseau neuronal des salamandres. Une simple commande pouvant être émise à distance suffit pour changer le mode de locomotion du robot. La vitesse de nage comme sa direction sont également gérées par l'ordinateur central.

Analyse du second concurrent

La propulsion par ondulation sinusoïdale est déjà un principe breveté par l'entreprise américaine PLIANT ENERGY SYSTEMS llC (https://www.pliantenergy.com/). L'entreprise développe notamment un robot amphibie capables d’évoluer dans des environnements maritimes, terrestre et neigeux. Leur dispositif reprend

Scénario d'usage du produit ou du concept envisagé

Le robot pourra se déplacer dans les milieux suivants:

- aquatique (exploration des fond marin, zone marécageuse)

- terrestre accidenté (décombre après séisme, éboulement, ...)

- surface enneigé (recherche de survivant après avalanche)

Le déplacement aquatique dans le cas de recherche ou de déplacement

Préparation du projet

Calendrier prévisionnel

Le calendrier prévisionnel peut se concrétiser sous la forme d'un diagramme de GANTT.

Réalisation du Projet

Projet S6

Eventuellement créer des sous-pages par équipe avec le compte-rendu des réunions de groupe sur cette page principale.