InMoov — Robot humanoïde open source à échelle 1:1
Initié en 2019, ce projet personnel consiste en la fabrication intégrale et la programmation d'InMoov, le robot humanoïde grandeur nature conçu par le sculpteur français Gaël Langevin. L'objectif : explorer concrètement la mécatronique avancée, l'asservissement multi-axes, l'impression 3D FDM et la vision par ordinateur temps réel.
Échelle
1:1 (humanoïde grandeur réelle)
Fabrication
Impression 3D FDM (PLA blanc)
Actionneurs
30+ servomoteurs (MG996R & HS-805BB)
Contrôleurs
2× Arduino Mega 2560 (PWM matériel)
Vision artificielle
OpenCV (Python), micro-caméras oculaires
Middleware
MyRobotLab (Java), scripts Python
Conception & Démarche d'Ingénierie
La construction d'un robot de cette envergure impose une rigueur d'ingénierie à la croisée de plusieurs disciplines :
- Tolérancement & Impression FDM : Des centaines d'heures d'extrusion ont été nécessaires pour produire la structure complète. L'orientation des couches (layer orientation) a été choisie méticuleusement pour chaque pièce afin de résister aux efforts de traction et de cisaillement. Chaque pièce est ébavurée, alésée et rectifiée au papier de verre grain fin pour garantir des ajustements sans jeu ni frottement parasite.
- Cinématique cervicale & Mécanique du cou : Le cou intègre 3 degrés de liberté (inclinaison avant/arrière, balancement latéral et rotation panoramique). Le porte-à-faux important et le poids du crâne nécessitent un réducteur à pignons et couronnes dentées imprimées, couplé à des servomoteurs à engrenages métalliques. Le faisceau électrique est acheminé dans l'axe creux de la colonne pour éviter tout cisaillement des conducteurs lors des rotations amples.
- Système oculaire & Vision par ordinateur : Les deux globes oculaires sont motorisés indépendamment sur deux axes (pan/tilt) via une timonerie miniature. Des micro-caméras intégrées dans les pupilles alimentent un pipeline OpenCV sous Python : détection de visages, calcul de l'écart angulaire et asservissement proportionnel en boucle fermée pour maintenir le contact visuel (face tracking). La mâchoire inférieure motorisée est asservie au signal de synthèse vocale pour la synchronisation labiale.
- Actionnement biomimétique des mains : Chaque phalange est traversée par des câbles de traction haute ténacité (fil de pêche tressé / Dacron) logés dans des gaines basse friction, imitant fidèlement les tendons fléchisseurs humains. Les servomoteurs logés dans les avant-bras exercent la traction différentielle nécessaire à la fermeture et à la préhension adaptative d'objets.
- Électronique de puissance & Découplage : Le pilotage simultané de plus de 30 servomoteurs génère de forts appels de courant (jusqu'à 20–30 A en crête). Pour immuniser les microcontrôleurs Arduino Mega contre les chutes de tension (brownouts) et parasites électromagnétiques, les lignes d'alimentation de puissance 6V sont rigoureusement isolées de la logique 5V, avec filtrage capacitif local.
Galerie de conception & Composants
Ce que j'en retiens
InMoov a constitué une véritable école pratique de l'ingénierie mécatronique : de la CAO et l'ajustement mécanique au millimètre, jusqu'aux problématiques complexes de distribution de puissance, de commande temps réel et d'interaction homme-machine.