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    École de technologie supérieure - De la robotique de précision et des robots parallèles

    Ilian Bonev rend hommage au précurseur qu'est Clément Gosselin, de l'Université Laval

    21 avril 2012 |Claude Lafleur | Éducation
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	Un des deux types de robots pour lesquels excelle le Canada: le bras spatial Canadarm</div>
    Photo: Source Nasa
    Un des deux types de robots pour lesquels excelle le Canada: le bras spatial Canadarm
    Le Canada s'est bâti une réputation internationale dans le domaine de la robotique grâce aux fameux bras télémanipulateurs Canadarm qui équipent la navette spatiale et la Station spatiale internationale. Il est aussi réputé pour un autre type de robots, ceux qui servent à basculer les simulateurs de cockpit d'avion fabriqués par CAE, le leader mondial en la matière. Ilian Bonev dirige la Chaire de recherche du Canada en robotique de précision à l'École de technologie supérieure.

    À l'analyse, on définit deux grandes familles de robots: les robots dits sériels, comme les Canadarm, et les robots parallèles, comme le système de «pattes» placé sous le cockpit-simulateur qui sert à reproduire les mouvements en vol d'un aéronef. «L'un des meilleurs chercheurs au monde dans le domaine de la robotique parallèle est le professeur Clément Gosselin, de l'Université Laval, déclare Ilian Bonev, et c'est la raison pour laquelle je suis venu étudier ici.»

    À son tour, ce jeune chercheur s'inscrit dans la lignée des spécialistes qui maintiennent l'excellence canadienne en la matière en dirigeant la Chaire de recherche du Canada en robotique de précision à l'École de technologie supérieure (ÉTS). «Je m'intéresse à la robotique de précision et aux robots parallèles, dit-il, deux domaines différents, mais que j'essaie de relier.»

    Parcours bizarre

    Originaire de la Bulgarie, Ilian Bonev a eu un parcours pour le moins inusité, sa curiosité naturelle pour les mathématiques et pour les langues, ainsi que les hasards de la vie, l'ayant mené jusqu'à nous.

    En effet, dès le secondaire, le jeune homme étudie dans une école spécialisée en mathématiques, tout en fréquentant un centre culturel France-Bulgarie, où il apprend les rudiments du français. Puis, il entreprend des études universitaires en génie, sans trop savoir où cela le mènera.

    En 1997, il poursuit ses études à la maîtrise... en Corée du Sud, dans un institut nouvellement créé par le gouvernement (où l'enseignement s'y donne en anglais). «Le gouvernement sud-coréen investit énormément dans les sciences, dit-il, et l'institut où j'ai étudié n'était ouvert que depuis deux ans, mais ses laboratoires étaient déjà équipés plus que ce que je puis en rêver même aujourd'hui!»

    «Et c'est là que je me suis intéressé à la robotique, poursuit-il, puisqu'il y avait à l'institut une sorte de robot qu'on ne voit pas souvent: un robot parallèle. Or, une fois que j'ai commencé à travailler sur ce type de robot, j'ai découvert l'existence du professeur Gosselin, le meilleur chercheur au monde. Je suis donc venu faire mon doctorat à l'Université Laval, puis mon postdoc. Enfin, depuis huit ans, je suis à l'ÉTS comme professeur-chercheur.»

    Ilian Bonev parle un français impeccable teinté d'un doux accent charmant. «C'est surtout depuis que je suis arrivé ici au Québec que j'ai appris le français», dit-il. Puis, pour expliquer la logique sous-tendant son cheminement un peu bizarre, il évoque le fait que la robotique, «ce sont avant tout des maths et de la géométrie, la formation de base que j'ai acquise en Bulgarie!»

    «Des araignées se déplaçant super vite!»

    Rappelant que les robots industriels existent depuis 50 ans — «on a fêté l'an dernier le cinquantième anniversaire de la robotique industrielle» — Ilian Bonev rapporte que les robots qu'on voit dans les usines sont généralement de type sériel. «Ces robots sont constitués d'une série d'articulations motorisées et de segments rigides, à la manière du bras spatial canadien. Ces bras sont formés d'une succession d'articulations et de segments, le dernier segment portant une pince quelconque.»

    Dans le cas des robots parallèles, tels ceux qui manoeuvrent les simulateurs de CAE, ils ont généralement six pattes qui changent de longueur. «On peut faire exactement les mêmes mouvements qu'un robot sériel, précise M. Bonev. Toutefois, un robot parallèle occupe un espace de travail beaucoup plus restreint et peut être nettement plus puissant qu'un robot sériel.»

    Ainsi, le robot sériel industriel le plus robuste au monde soulève une charge d'environ 1500 kg, rapporte le chercheur, tandis que les simulateurs de CAE pèsent 20 000 kilos. Un autre avantage des robots parallèles est qu'ils sont plus rapides que leurs homologues sériels. «Les robots très rapides qu'on voit sont souvent des robots parallèles, indique M. Bonev. Ils ressemblent à des araignées à six pattes qui se déplacent super vite!»

    Savoir précisément où l'on se trouve

    Toutefois, les robots ne sont pas aussi précis qu'on pourrait le penser. En fait, une fois bien ajustés, ils peuvent réaliser des tâches avec une précision remarquable. Cependant, si on demande à un robot de se déplacer, ne serait-ce que d'un mètre, voilà qu'il perd toute précision. C'est là un problème qui passionne justement le directeur de la Chaire de recherche en robotique de précision.

    «Un robot industriel peut répéter la même série de mouvements avec une très grande précision, de l'ordre de l'épaisseur d'un cheveu, dit-il. Par contre, si on lui demande de se déplacer, le robot ne parviendra jamais à se positionner correctement; il se placera avec une erreur de 3 millimètres. Or c'est énorme, lorsqu'on songe que, par exemple, dans l'industrie aéronautique, on aurait besoin de robots qui, en se déplaçant, pourraient aller installer des rivets avec une précision de 0,1 millimètre. Aucun robot n'est capable de faire cela.»

    Dans son laboratoire, Ilian Bonev tente donc d'élaborer des solutions simples et peu coûteuses qui permettront aux robots industriels de réaliser des tâches avec une grande précision tout en se déplaçant. «L'une des solutions sur lesquelles je travaille, dit-il, c'est la mise au point d'un palpeur, un outil qu'on installe sur l'extrémité du robot et qui lui permettra de sentir exactement où il se trouve.»

    ***

    Collaborateur du Devoir












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