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Prototype robot humanoïd


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95 réponses à ce sujet

#1 Computer Mail

Computer Mail

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Posté 16 février 2017 - 10:24

Introduction:

 

 

Bonjour,

 

je me lance dans un projet de robot humanoïde et j'ai à coeur de vous faire partager les moments de sa conception. Également je rencontre quelques problèmes à trouver des moteurs qui respectent le plafond que je me suis mis pour ce projet qui est de 3000 euros, en clair si jamais vous aviez de bonnes affaires à me proposer je serais heureux que vous m'en fassiez part.

 

 

Spécifications du robot:

 

 

 Mensurations:

 

  Taille: ~135cm

  Poids: <25kg

 

 Matériel:

 

  Batterie: <3000watt

  Moteurs: 59

  Caméras: 2

  Haut-parleur: 1

  Microphone: 2

  Accéléromètre: 1

  Processeur: <2ghz

  RAM: 1go

  ROM: <50go

 

 Logiciel:

 

  Os: ArchLinux ou propriétaire

  I.A: propriétaire

 

 

Quelques points:

 

 

Actuellement le robot n'existe qu'en théorie, je ne suis pas encore certain de pouvoir tout me procurer au prix fixé et j'en fais un impératif. La puissance de tous les moteurs a été calculée exceptée trois qui constituent les mouvement des deux caméras qui devront être d'une précision de l'ordre du 10ème de degré si ce n'est plus. Le squelette du robot sera en bois de sapin, ce matériau a été choisi en grande partie pour sa facilité d'accession. Le système d'exploitation j'essaierai d'en créer un, autrement je me tournerais vers ArchLinux. Enfin l'I.A sera entièrement d'inspiration personnelle et visera à rendre ce robot pleinement autonome.

 

 

Moteur:

 

 

 Nbr:     Watt en sortie:            État des recherches: 

 

    4                    160                               non trouvé, prix espéré unité <70 euros

    6                    140                               non trouvé, prix espéré unité <70 euros

    5                    100                               non trouvé, prix espéré unité <70 euros

    6                      50                               non trouvé, prix espéré unité <70 euros

    4                      30                               trouvé mais pas certain de l'honnêteté du vendeur (votre avis?) https://www.alibaba....0517406141.html

   11                     15                               trouvé https://hobbyking.co...sec-140-5g.html

   20                       5                               trouvé http://www.robot-mak...rpro-mg995.html

 

 Tous les moteurs devront faire 30rpm.

 

 

Conclusion:

 

 

Je continue à chercher les moteurs dont j'ai besoin et suis prêt à entendre vos conseils sur ce point. En parallèle je débute l'étude de la faisabilité de cet OS propriétaire.



#2 Oracid

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Posté 16 février 2017 - 11:19

J'ai pas d'avis, ni de conseils à te donner, mais j'attends la suite avec impatience.
Ma chaine vidéo YouTube : 'https://www.youtube....Mz-IzZqyvqEUek'

#3 yamovince

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Posté 16 février 2017 - 04:44

Bienvenue Computer Mail, ton projet est super-hyper-ultra ambitieux !

Tu comptes commencer directement avec les 59 moteurs ou tu va commencer par un proto plus modeste ?


Mon nouveau bipède en construction http://www.robot-mak...us-wrestler-01/

twitter.png @YamoVince


#4 ashira

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Posté 16 février 2017 - 04:55

Salut!

J'ai des questions sur tes choix :)

-Pourquoi une vitesse de 30 rpm pour tous les moteurs?

-Comment as tu trouvé la puissance qu'il te faut pour les moteurs ?

Merci!

#5 Oliver17

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Posté 16 février 2017 - 06:40

Perso j'aimerais juste savoir exactement ou tu vas positionner les 59 moteurs.

Certains je me doute bien, mais 59, ça fait beaucoup.

 

Merci



#6 Computer Mail

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Posté 17 février 2017 - 12:03

Re,

 

ça peut sembler beaucoup 59, c'est en fait le stricte minimum si je veux avec une assez bonne fidélité retranscrire l'agilité de cette machine qui est le corps humain. Ces moteurs ne sont pas vraiment tous 30rpm, quelques uns font 20rpm, cette vitesse a été choisi pour donner quelque chose d'à peu près rapide et peu gourmand en puissance de moteur. Je vais premièrement acheter un bras, s'il fonctionne correctement j'achèterai tout le reste car niveau logiciel tous les calculs ont déjà été faits, théoriquement les problèmes que je pourrais rencontrer ne viennent qu'à l'utilisation des moteurs.

 

Voici l'utilité de chaque moteur:

 

Nbr:   Fonctions:                                                                         Puissance:    Rpm:

 

  4      jambes                                                                                160watt       30

  6      coudes et bras                                                                    140watt       30

  5      genous, dos et torsion du dos                                             100watt      30, 20 et 30

  6      pieds en longueur, torsion des jambes et des bras               50watt      20, 20 et 30

  4      torsion des tibias et avant bras                                             30watt      20 et 30

 11     orteils, pieds en largueur, poignets, cou et torsion du cou    15watt      20, 20, 30, 30 et 30

 20     doigts et paumes des mains                                                    5watt      20

 

Pour plus de précision sur leur localisation je publierai un plan imagé lors de la conception globale du robot.

 

J'ai choisi la puissance des moteurs de façon à ce que ce robot puisse se pouvoir rapidement et puissamment, pour la plupart j'ai cherché une disposition du corps qui léguait toute la force à fournir à celui ou ceux concerné(s), j'ai par exemple pour les bras et et les coudes posé la contrainte qu'il puisse exécuter une traction par seconde.



#7 Leon

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Posté 17 février 2017 - 06:08

,car niveau logiciel tous les calculs ont déjà été faits, théoriquement les problèmes que je pourrais rencontrer ne viennent qu'à l'utilisation des moteur

Du coup, si tu as déjà codé tout ça, tu as fait une simulation? Une vidéo de cette simulation que tu pourrais partager avec nous?

C'est quand même très pratique de débugger un robot aussi complexe par une simulation avant de se confronter au réel.

J'avais tenté ça sur BOB5, mon bipède inachevé (qui n'avais que 8 degrés de liberté).

http://www.robot-mak...amique/?p=60671

 

Leon.


BOB4, mon drone hélicoptère autonome d'intérieur http://heli.bot.free.fr/
BOB3, mon robot autonome d'intérieur avec WiFi + Foxboard Linux http://ze.bot.free.fr/
BOB5, robot bipède simulé, puis tentative de réalisation (fail)


#8 cocothebo

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Posté 17 février 2017 - 11:14

Salut,

 

Je te souhaite de réussir ton projet, mais j’émets quelques interrogations...

 

Tu parles de coder un OS...tu es programmeur? bas niveau? parce que même dans ce cas réaliser un OS c'est loin d'être facile et surtout très très long, surtout pour un vrai ordinateur...

 

Pour les calculs, tu parles d'avoir dimensionné ça par le calcul, tu peux nous expliquer ta méthode, je trouve en faisant un rapide calcul de puissance nécessaire que tes moteurs sont un peu surdimensionnés.

 

prenons les bras:

  • 140W 30rpm
  • besoin de faire une traction en une seconde.
  • Partons de P(W) = C(N.m) w(rad/s)
    • ici on connait P=140W et w=3.2rad/s (environ)
    • on a donc C=140/3 = 43.75N.m => environ 440kg.cm et la trouver un servo de ce couple, ça va être cher et compliqué donc faut faire ça toi même, un moteur, un réducteur, un asservissement...
  • Pour simplifier disons que lors d'un traction, on part bras tendu, et on éloigne jamais le corps de plus de la longueur du bras (la partie entre l’épaule et le coude).
    • D'après http://villemin.gera...rpsPro.htm#bras, pour un humanoide de 135cm, son bras fera environ 18cm.
    • On a donc un moteur qui en théorie (i.e. sans perte ce qui est très optimiste je l'avoue) pourra soulever au bout des 18cm de ses bras
      • (440/18) *2 bras => plus de 48kg
    • mais en vrai, pour faire des tractions, on a pas les avants bras fixes à la verticale sous la barre, le poids est donc très franchement plus proche que la longueur du gras ; d'ailleurs en faisant un mouvement presque parfait on devrait être au pire à environ la moitié de l'épaisseur du robot, ce qui dans ton cas devrait être vers disons 10cm (à la louche), bref ça donne plutôt que tes moteurs permettent de faire les tractions pour
      • (440/10) * 2 => 88kg
    • même si on considère l'efficacité:
      • 70% d'efficacité pour le moteur et que la puissance donnée est la puissance en entrée pas sur l'arbre en sortie
      • 60% pour le réducteur
      • on trouve 88 * 0.7 * 0.7 = plus de 35kg soit 50% de plus que ton objectif de poids.
      • et ça ne tient pas compte qu'en fait il y a moteur pour le coude et l'épaule, ça doit aider encore un peu.

 

Après le devis poids a été évalué ou c'est juste un souhait le moins de 25 kg? je trouve ça très peu, prenons toujours l'exemple d'un bras:

La déjà sans structure, on est à 2.3 à 2.4 kg et pour un seul bras. Même avec une structure très légère (vu le couple déployé) on sera vers 6kg pour les deux bras.

Les jambes logiquement seront encore plus lourdes, à la louche vu les moteurs annoncés, 10kg. Reste la tête et le buste, mettons 1kg la tête et 4kg le buste.

Paf 21kg déjà.

On a pas l'electronique, ni les batteries, bref ca va être très très juste, surtout que j'ai du oublié des morceaux...

 

 

Bref je suis pas la pour dire c'est tout faux, au contraire, mais si je voulais me lancer dans un projet (pe en plus petit ça me semble trop compliqué la), je ferrai ce style de calculs, et pour moi la on est vraiment aux limites du cahier des charges. 

Je suis en revanche très intéressé par tes calculs de dimensionnent, les miens sont simplistes et à la louche et pe aussi que je me trompe :)

 

Bref si je peux comparer ton dimensionnement avec ce que je ferrais, ça serait super!

 



#9 Computer Mail

Computer Mail

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Posté 18 février 2017 - 03:05

Les moteurs ont été soigneusement calculés, le robot a les proportions d'un humain de 1,5m, la tête qui n'a aucunement besoin d'être si longue sera en forme de brosse. Les calculs pour le bras ont été faits de manière à pouvoir faire une traction par seconde avec un seul bras, le bras qui est mesuré 25cm chez moi. Pour le poids j'arrive avec les moteurs que j'ai déjà trouvé à 20*60g + 11*150g soit <3 kg, reste une batterie <3000watt <8kg, l'électronique (caméras, accéléromètre, microphones, haut-parleur, carte contrôleur, carte mère embarquée, etc...) qui font <3 kg et le squelette en bois de sapin <6kg. J'arrive à <22kg auquel je peux encore rajouter <28kg, la raison est que tous les calculs que j'ai fait mis à part ceux du dos et du cou portaient sur une moitié du corps et non les deux.

 

Au sujet de l'OS je suis en train d'étudier la faisabilité.

 

Du coup, si tu as déjà codé tout ça, tu as fait une simulation? Une vidéo de cette simulation que tu pourrais partager avec nous?

C'est quand même très pratique de débugger un robot aussi complexe par une simulation avant de se confronter au réel.

J'avais tenté ça sur BOB5, mon bipède inachevé (qui n'avais que 8 degrés de liberté).

http://www.robot-mak...amique/?p=60671

 

Leon.

 

Excellente idée, mais je n'ai pas encore tout codé, quand je parlais des calculs je faisais plutôt référence aux calculs de fonctionnement théorique sur papier.



#10 Leon

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Posté 18 février 2017 - 07:17

@ComputerMail :

Comme tu peux l'imaginer, plusieurs personnes ici même (j'en fais partie) émettent de gros doutes sur la viabilité de ton projet très ambitieux.

Alors n'hésites pas à nous rassurer si tu es vraiment sur de toi, et que tu sais à peu près où tu mets les pieds avec ce projet / cette aventure.

 

* Nous ne connaissons quasiment rien de toi, de tes expériences passées en bidouille, voire de ta profession, ta formation, qui monterait que tu as les compétences, que tu sais de quoi tu parles.

 

* Tu nous décrit la mécanique de ce robot, mais pas son objectif : c'est une simple marionnette qui restera fixe et agitera les bras, tête, tronc ? C'est un robot qui devra marcher? Si oui, avec quel type de stratégie de marche? Du ZMP? La marche bipède c'est pas si simple.

 

* Côté bras, et main, est-ce que ce robot devra saisir et manipuler des objets, les repérer dans l'espace?

 

* Tu nous parles d'IA : tu as des idées à partager sur le sujet? Tu as déjà de l’expérience en programmation d'IA ou de trucs équivalent?

 

* Tu nous parles d'OS, mais qu'est-ce que tu entends par là? Tu veux juste recompiler un Linux en le configurant au strict minimum pour optimiser tes ressources en RAM/Flash? Autre chose?

 

* Côté mécanique, comment comptes-tu réaliser les articulations complexes? En bois + métal? Vu le grand nombre d'articulations fais bien attention au jeu mécanique. Et les servomoteurs de modélisme, ça n'est pas ce qu'il y a de mieux au niveau jeu mécanique.

 

* Si tu réalises certains "servomoteurs" toi même à partir de moteurs et de capteurs (codeur optique/magnétique ou potentiomètre), as-tu bien conscience qu'il faudra gérer l'asservissement de cette articulation? Si oui, tu as réfléchi à la question?

 

Avec mes questions, je veux juste être sur que tu n'es pas en plein rêve, et en train de te mentir à toi même.

En tout cas, si ton objectif est de réaliser un humanoïde à 50 degrés de liberté, 100% autonome, avec de la marche bipède, ça dépasse très largement mes compétences, ça dépasse très largement le temps libre que je sais allouer à un projet de bidouille : ce que tu présentes ressemble plus à un projet à plein temps, 40h par semaines.

 

En tout cas, je suivrais ton projet avec intérêt. Je serais le premier ravi de voir ton projet avancer.

 

Leon.


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#11 Computer Mail

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Posté 18 février 2017 - 08:20

Ce robot sera pleinement autonome, aura des besoins pourra s'adapter par exemple à la locomotion au cas où il perdait un membre, continuer à se mouvoir ne sera pas un problème, il pourra évidement marcher courir ou sauter. Il sera capable de reconnaître une image, un visage, un objet et même sa silhouette, lire un texte tout ça quelque soit la taille, l'inclinaison et la justesse de ces éléments. Joints ensembles la fonction visuelle et motrice de ce robot pourra sans problème attraper un objet en vol. Ce qui le permettra de faire ça est le logiciel comme je l'ai dit plus haut d'inspiration personnelle, il est sous forme théorique, en toute logique il fonctionne, il ne demande qu'à être testé avec ton idée Leon d'abord dans un simulateur.

 

Si je ne trouve pas les pièces du robot pour le faire à la taille mentionnée plus haut ce n'est pas rédhibitoire je le ferais plus petit, d'autant qu'en voyant le prix d'un engrenage en acier (15 euros le plus petit prix) http://shop.hpceurop...p?faId=4&caid=4là aussi si vous avez de meilleures affaires je suis preneur.

 

L'OS j'ai maintenant une vision d'ensemble de sa composition et je ne vois toujours pas où se trouve la difficulté insurmontable dont on me parle partout.



#12 Leon

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Posté 18 février 2017 - 08:39

OK, merci, c'est plus clair, même si tu ne réponds pas à beaucoup de mes questions, mais c'est ton choix.

 

Donc je classe définitivement ton projet dans les projets totalement irréaliste... Sauf si ta dernière réponse était du second degré : courir, sauter, s'adapter à la perte d'un membre, attraper un objet en plein vol, ça ressemble beaucoup à une blague.

 

Mais je suivrais avec attention tes avancées dans tous les cas.

 

Leon.


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#13 Telson

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Posté 18 février 2017 - 10:10

Wahouuuuuuuuuu.............

 

Avant d'en arrivé au développement d'un tel produit je pense que tu as déjà du faire bcp d'autres développements.....Rassures nous tu ne te lances pas là dedans sans jamais avoir développé un p'tit truc quand même ?

 

Personnellement je ne peux qu'applaudir.

 

Mais j'ai quand même une question concernant l'information dans ton message #1......Avec tout le matériel que tu vas acheter, avec toutes les compétences que tu va mettre en œuvre pourrais tu me dire qu'est ce que c'est que cette drôle d'idée de réaliser le squelette en sapin !!!??

 

Enfin en bois de sapin comme tu dis...Quoi que le sapin c'est du bois............

 

Bref.....Toutes mes félicitations.......

 

N'hésite pas à partager des tutos....

 

Merci par avance.

 

++



#14 Path

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Posté 18 février 2017 - 11:48

Wahou M. Mail !! T'es à block !! ;)

#15 cocothebo

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Posté 18 février 2017 - 12:32

@Path oui j'y ai pensé des le cahier des charges...

 

Juste surement une dernière intervention de ma part sur ce post sauf si il redevient un peu moins surréaliste.

 

Pour le poids, non tu te trompes lourdement. Un moteur qui est capable de sortir 150W en electrique, ca existe, c'est pas très cher, mais le gros problème des moteurs électriques surtout petits comme ceux la, c'est que ça a pas de couple mais en revanche ca tourne très vite..

Donc non, un moteur qui aura en sortie global environ 440kg.cm, ca pèse pas 150g, il faut un reducteur, un driver pour le moteur, un asservissement...

Prenons de vrais servos qui permettent de commencer à faire des choses pas trop mal (et encore comme le dit Leon, un servo ça a du jeu), mettons un des plus puissant de chez dynamixel http://www.robotis.f.../8-mx-106t.html, pour 85kg.cm à une vitesse d'envron ce que tu souhaites, c'est déjà 160g (et le prix j'en parle pas) et la les 85kg.cm c'est le couple de décrochage, donc le servo n'est pas capable de se couple en mouvement (et donc encore moins a 30 tours minutes)

 

Après si tu trouves un moteur de 150W qui est capable de tourner très très doucement de base, mais vu la puissance je pense pas que ça se trouve à un prix raisonnable. Après bien sur tu peux toujours aussi rajouter à ton cahier des charges de fabriquer/designer un moteur qui t'ira bien...

 

Bref je suivrai qd même le sujet, on sait jamais, mais franchement j'y crois pas du tout.



#16 Leon

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Posté 18 février 2017 - 02:06

Donc non, un moteur qui aura en sortie global environ 440kg.cm, ca pèse pas 150g, il faut un reducteur, un driver pour le moteur, un asservissement...

Des servomoteurs fait maison, c'est ce que j'avais fait sur BOB5, mon robot bipède inachevé. Ca fonctionnait bien, mais ils n'étaient pas assez puissant, et avaient un peu trop de jeu. En tout cas, ça revient normalement beaucoup moins cher que d'acheter des Dynamixel, pour la même performance.

http://www.robot-mak...b5-bipede-1m20/

 

IMG_0241.jpg

 

IMG_0242.jpg

 

Leon.


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#17 Computer Mail

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Posté 18 février 2017 - 02:19

C'est intéressant, as-tu calculé les contraintes sur les engrenages en plastique ? Combien les as-tu payé ?



#18 Leon

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Posté 19 février 2017 - 07:59

Mon robot BOB5 pèse 3kg au total (contre 25kg pour le tiens), et il ne prévoyait pas de "sauter / courir". Donc on est très très loin de ce dont tu nous parles, Comput-Mail.

 

Pour le prix que j'ai payé, je n'ai pas chercher à optimiser le prix. J'ai acheté ça chez Selectronic ou Conrad, je ne me rappelle plus, et je te laisse fouiller dans les 2 catalogues.

Je trouve étrange que tu te concentres sur les moteurs. Et l'électronique de puissance? Tout le reste de la mécanique? Tu n'en parles pas du tout.

 

Leon.


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#19 Computer Mail

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Posté 20 février 2017 - 10:11

C'est que si je veux trouver un moteur adapté à ce robot , les engrenages ne sont pas en option. Si je triple disons l'épaisseur d'une roue semblable à la tienne en en superposant trois je peux déjà diviser la contrainte par le même nombre, je passe de 20kg.cm supportés à 60kg.cm, maintenant si tu n'as pas fait de calcul de contrainte ça pourrait surement être plus. Sinon pour économiser 400 euros http://www.robotis.f.../8-mx-106t.html, que dites-vous de l'idée de coller deux servomoteurs 50kg.cm ensembles https://fr.aliexpres...2662726498.html ?



#20 Computer Mail

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Posté 21 février 2017 - 05:26

Je viens de finir de coder l'I.A, quel logiciel as-tu utilisé pour ta simulation Léon ?






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