• Alexandre

[Stage] Comment transformer une assemblée désordonnée en un robot mou ?

Contexte. En comparaison de leurs équivalents rigides, les robots mous [1] présentent plusieurs caractéristiques hautement intéressantes, notamment leur capacité à se glisser dans de petits interstices et à saisir des objets mous. Cependant, leur conception est notoirement complexe. En particulier, les stratégies conventionnelles de conception ne visent qu'à la possibilité d'atteindre un nombre limité de formes.



Objectif. Le stage sera dédié à l'exploration d'une alternative tout à fait originale pour concevoir et contrôler des robots mous. Dans cette approche, on commence par considérer une assemblée désordonnée de constituants, dont certains (judicieusement choisis) sont activés de manière à déformer le matériau en direction d'une forme cible. Autrement dit, l'action de certains constituants éléments modifie la forme de ces éléments mais, comme l'assemblée est dense, elle produit aussi une réponse élasto-plastique globale du système [2]; l'objectif est de contrôler cette réponse globale par un choix judicieux d'actions. Ce faisant, on approfondira la compréhension du contrôle des systèmes désordonnés.


Mission. Pour ouvrir la voie à cette nouvelle stratégie, le ou la stagiaire

  • simulera des assemblées bidimensionnelles de particules bi-stables avec une méthode d'éléments discrets (articulation C++/LAMMPS),

  • déterminera l'éventail des formes possibles pouvant être prises par ces assemblées

  • réfléchira à la mise en place d'une méta-dynamique pour guider le système vers une configuration-cible et, si le temps le permet, d'algorithmes génétiques (IA).

Le candidat idéal (H/F) a de solides compétences en programmation numérique et un intérêt avéré pour les simulations pour la science des matériaux. Des connaissances en physique statistique et mécanique du milieu continu seront particulièrement utiles. Il ou elle sera basé(e) à l'Institut Lumière Matière à Villeurbanne, près de Lyon.


N'hésitez pas à me contacter pour des questions informelles (adresse électronique dans le bandeau).


Références :

[1] KIM, Sangbae, LASCHI, Cecilia, et TRIMMER, Barry. Soft robotics: a bioinspired evolution in robotics. Trends in biotechnology, 2013, vol. 31, no 5, p. 287-294.

[2] NICOLAS, Alexandre, FERRERO, Ezequiel E., MARTENS, Kirsten, et al. Deformation and flow of amorphous solids: Insights from elastoplastic models. Reviews of Modern Physics, 2018, vol. 90, no 4, p. 045006.

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