Robot sphérique

Un robot sphérique, également appelé robot mobile sphérique, est un robot mobile à la forme externe sphérique. Un robot sphérique est généralement constitué d’une coque sphérique servant de corps au robot et d’une unité de pilotage interne (IDU) permettant au robot de se déplacer. Les robots mobiles sphériques se déplacent généralement en roulant sur des surfaces. Le mouvement de roulement est généralement effectué en modifiant le centre de gravité du robot (système à pendule), mais il existe d’autres mécanismes d’entraînement. Toutefois, dans un sens plus large, le terme “robot sphérique” peut également désigner un robot fixe à deux joints tournants et un joint prismatique qui forme un système de coordonnées sphériques (par exemple, un bras de Stanford).

L’enveloppe sphérique est généralement constituée d’un matériau transparent solide, mais elle peut également être constituée d’un matériau opaque ou souple pour des applications spéciales ou en raison de mécanismes de dérivation spéciaux. La coque sphérique peut sceller complètement le robot de l’environnement extérieur. Il existe des robots sphériques reconfigurables capables de transformer la coque sphérique en d’autres structures et d’effectuer d’autres tâches que le laminage.

Les robots sphériques peuvent fonctionner en tant que robots autonomes ou en tant que robots télécommandés (téléopérés). Dans presque tous les robots sphériques, la communication entre l’unité de commande interne et l’unité de commande externe (système d’enregistrement de données ou de navigation) est sans fil en raison de la mobilité et de la nature fermée de la coque sphérique. La source d’alimentation de ces robots est principalement une batterie située à l’intérieur du robot, mais il existe des robots sphériques qui utilisent des cellules solaires. Les robots mobiles sphériques peuvent être classés en fonction de leur application ou de leur mécanisme d’entraînement.

Applications
Les robots mobiles sphériques ont des applications dans la surveillance, la surveillance de l’environnement, la patrouille, l’exploration sous-marine et planétaire, la réhabilitation, le développement de l’enfant et le divertissement. Les robots sphériques peuvent être utilisés comme des robots amphibies viables sur terre aussi bien que sur (ou sous l’eau).

Locomotion
Les mécanismes d’entraînement les plus courants des robots sphériques fonctionnent en modifiant le centre de gravité du robot. D’autres mécanismes d’entraînement utilisent: (1) la conservation de la vitesse angulaire par les volants d’inertie, (2) le vent de l’environnement, (3) la déformation de la coque sphérique et (4) l’effet gyroscopique.

Les recherches en cours
La recherche sur les robots sphériques comprend des études sur la conception et le prototypage, la modélisation et la simulation dynamiques, le contrôle, la planification du mouvement et la navigation. D’un point de vue théorique, le mouvement de roulement d’un robot sphérique sur une surface représente un système non holonomique qui a été particulièrement étudié dans le cadre du contrôle et de la planification du mouvement.

Robots sphériques commerciaux
Les robots sphériques commerciaux sont maintenant disponibles à la vente au public. Parmi les entreprises commerciales actuelles, on trouve: Sphero, BB-8, GroundBot, Roball et QueBall. Le BB-8 est un personnage droïde du film 2015 Star Wars: Le réveil de la force.