Mécatronique et systèmes haptiques


Le Laboratoire CoRo possède une expertise dans le domaine de la mécatronique et de l’haptique. Les travaux de recherche dans cette branche de la robotique sont principalement réalisés par le professeur Vincent Duchaine et son équipe. Cette thématique large englobe des travaux sur les thèmes de l’interaction physique entre humains et robots, sur le développement de technologies de capteurs et sur la conception de dispositifs haptiques.


Interaction physique entre humains et robots

L’interaction physique entre humains et robots est un domaine de la robotique relativement récent visant à amener les robots et les humains à partager en synergie le même espace de travail. Cette évolution apparaît comme une étape naturelle vers une robotique plus avancée, à mi-chemin entre la robotique industrielle d’aujourd’hui et les robots humanoïdes versatiles de demain. Cette éventuelle coexistence a le potentiel de produire un impact considérable sur plusieurs domaines liés à la vie de tous les jours tels que la réhabilitation, les dispositifs d’assistance robotique ou la chirurgie assistée. Outre ces trois domaines d’application, il est à prévoir que l’impact le plus significatif de l’implantation d’un tel concept se fasse dans le domaine manufacturier. Une synergie efficace entre l’humain et le robot peut y être envisagée en combinant les formidables capacités humaines de raisonnement et d’adaptation face aux environnements non structurés avec l’inépuisable force d’un robot.

Le professeur Vincent Duchaine s’intéresse particulièrement au défi de donner à ces robots la capacité d’interagir de manière intuitive avec les humains par la création d’algorithmes de commande appropriés. Ceci implique notamment des travaux sur la commande par impédance variable et sur l’élaboration de stratégies de réaction aux collisions.

Articles illustrant les travaux réalisés dans le domaine de l’interaction physique entre humains et robots :
  • Duchaine, V., et Gosselin, C., “Safe, stable and intuitive control for physical human-robot interaction”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Kobe, Japon, 10-15 mai 2009.
  • Duchaine, V., et Gosselin, C., “General model of human-robot cooperation using novel velocity based variable impedance control”, World Haptics 2007, Tsukuba, Japon, 21-25 mars 2007.


Sujet dessinant en collaboration avec un robot


Technologies de capteurs

L’équipe du professeur Duchaine s’intéresse aussi à la création de nouvelles technologies de capteurs visant différentes applications en robotique. Son équipe travaille activement à la création de capteurs d’effort multi-axes à faible coût, à la conception de capteurs tactiles ainsi qu’au développement d’une couche tactile servant de peau artificielle pour robot. Ces développements technologiques sont motivés par l’émergence de nouvelles applications en robotique, où les robots sont amenés à réaliser des tâches plus complexes ainsi qu’à évoluer dans des milieux moins structurés.

Articles portant sur la création d’une peau artificielle :
  • Lacasse, M.A., Duchaine, V., et Gosselin, C., “Characterization of the electrical resistance of carbon-black-filled silicone : Application to a flexible and stretchable robot skin”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Anchorage, États-Unis, 17-21 mai 2010.
  • Duchaine, V., Lauzier, N., Baril, M., Lacasse, M.A., et Gosselin, C., “A flexible robot skin for safe physical human robot interaction”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Kobe, Japon, 10-15 mai 2009.


Capteur d’effort multi-axes monté sur le robot PR2 de Willow Garage


Peau artificielle pour robot


Dispositifs haptiques

Le professeur Vincent Duchaine et son équipe travaillent actuellement à la création d’interfaces haptiques portatifs permettant de restituer le sens du toucher aux personnes amputées de la main. En effet, au-delà de la mécanique simpliste qui restreint la capacité de préhension des prothèses actuelles, l’incapacité de celles-ci à percevoir et à transmettre l’information extéroceptive et proprioceptive rend leur contrôle beaucoup plus ardu. Ce manque d’information a des répercussions négatives sur l’habileté des amputés à effectuer plusieurs tâches de tous les jours et rend nécessaire une constante surveillance visuelle de la prothèse.