Projet de recherche P4/24 (Action de recherche P4)
La mécatronique propose une approche système de la conception de machines intelligentes, par une combinaison synergétique de la mécanique, du contrôle et de l'informatique dans une approche intégrée (ingéniérie simultanée).
L'évolution des machines intelligentes n'en est qu'à ses débuts; de nombreuses recherches restent à faire pour explorer leur comportement, ainsi que celui des mécanismes à hautes performances; ces derniers sont nécessaires pour atteindre une réponse rapide en présence de perturbations telles que le frottement. L'intelligence implique un comportement autonome, une programmation en langage naturel, l'auto-apprentissage et l'auto-organisation. Le projet a pour but de développer un environnement intégré pour la conception de systèmes mécatroniques intelligents.
La logique du projet peut être déduite de la structure d'un système mécatronique. Celui-ci consiste en un certain nombre de niveaux hiérarchiques allant du niveau système au niveau composants. Chaque niveau comprend un module de programmation de ses tâches qui matérialise les relations homme-machine ou machine-machine. Le contrôle du mouvement consiste en son séquencement et le contrôle de trajectoire; la précision du mouvement est fortement influencée par les interactions entre la dynamique du mécanisme et le contrôle. Les capteurs et les actionneurs sont les sens et les muscles de tout système mécatronique; ce sont eux qui permettent l'implémentation du paradigme mécatronique, c'est à dire l'amélioration du mouvement des machines par une approche système multidisciplinaire. Le projet couvre le développement des méthodes modernes pour la modélisation, l'identification et l'asservissement.
La miniaturisation joue un rôle important en mécatronique; différentes sources prédisent que le marché des microsystèmes électromécaniques (MEMS) connaîtra dans la décade à venir une croissance supérieure à celle de la microélectronique. Certains aspects de la micromécatronique sont considérés dans ce projet, tout spécialement ceux liés au développement de capteurs et d'actionneurs pour MEMS.
La coordination de modules au sein d'une machine ou de différentes machines entre elles nécessite des stratégies de contrôle de haut niveau. Des méthodes de contrôle basées sur des modèles et sur la stéréovision seront développées, de même que des méthodes de programmation implicites basées sur une approche comportementale. L'autonomie des robots doit être étendue en développant des stratégies de contrôle actif et en combinant des informations des capteurs de force et de vision.
Le partenariat du projet est très complémentaire. L'équipe pilote, la KUL/PMA, est parmi les pionniers de la robotique et de la mécatronique en Europe; le groupe de l'ULg/LTAS est une autorité dans la modélisation de mécanismes flexibles par éléments finis; l'équipe de l'ULB/ASL a une grande expérience dans le domaine du contrôle des vibrations et des robots à pattes; le groupe de l'UCL/PRM est connu pour ses travaux sur l'application du calcul symbolique aux mécanismes articulés et l'équipe de la KUL/ESAT apporte sa compétence en vision artificielle, MEMS, contrôle et identification.
L'impact des machines intelligentes sur la société de demain sera considérable et on peut penser qu'elles influenceront profondément notre comportement et notre vie. Les machines intelligentes nous assisteront dans notre environnement domestique et professionnel, dans la santé, les transports, le respect de l'environnement, l'exploration et l'exploitation de la terre, des océans et de l'espace, le démantèlement des centrales nucléaires et la surveillance des sites industriels ou privés. Les machines intelligentes seront les esclaves du futur et, espérons le, elles contribueront à la création d'un monde meilleur.
