Simulateur de Mouvements de Main Robotique

# Fiche Produit : Simulateur de Mouvements de Main Robotique

Ce script Python simule les mouvements d’une main robotique à six doigts, chacun avec trois articulations, dans un espace 3D. Il modélise cinq scénarios de mouvements, calcule les trajectoires des extrémités des doigts à l’aide de la cinématique directe et visualise les résultats dans des graphiques 3D.

## Caractéristiques du script :

**1. Modélisation de la main robotique :**

– Main robotique avec 6 doigts, chacun ayant 3 articulations rotatives (modèle 3R).

– Longueur de chaque segment : 0,1 m (configurable).

– Environnement 3D : cube de 1 m³.

– Simulation sur 50 pas de temps avec un pas temporel de 0,1 s.

**2. Scénarios de mouvement :**

– Cinq scénarios définissant les vitesses angulaires des articulations :

– **Tous en rotation constante** : Vitesse uniforme de 0,1 rad/s pour toutes les articulations.

– **Vitesse aléatoire** : Vitesses aléatoires entre -0,2 et 0,2 rad/s.

– **Mouvement sinusoïdal** : Vitesses oscillantes (sinus, période 2π, amplitude 0,1 rad/s).

– **3 doigts actifs** : Seuls 3 doigts ont une vitesse de 0,1 rad/s, les autres sont immobiles.

– **Mouvement inversé** : Vitesse constante de -0,1 rad/s pour toutes les articulations.

– Vitesses intégrées pour mettre à jour les angles des articulations (intégration discrète).

**3. Cinématique directe :**

– Calcul des positions des extrémités des doigts via matrices de transformation homogènes (rotations autour de l’axe Z).

– Trajectoires des doigts stockées pour chaque pas de temps.

– Positions finales des doigts marquées par des points jaunes pour une visualisation claire.

**4. Visualisation :**

– Génération de cinq graphiques 3D (grille 2×3) montrant les trajectoires des doigts pour chaque scénario.

– Chaque doigt représenté par une courbe colorée avec légende.

– Statistiques affichées : nombre de doigts actifs et inactifs (basé sur les vitesses non nulles).

– Axes labellisés (X, Y, Z en mètres), limites fixées (0 à 1 m), grille activée.

– Style visuel clair avec Matplotlib 3D.

**5. Exportation :**

– Sauvegarde automatique de la figure complète au format PNG (`all_scenarios.png`, DPI 300) dans un chemin spécifié.

– Affichage interactif des graphiques via Matplotlib.

**6. Flexibilité et extensibilité :**

– Paramètres ajustables : nombre de doigts, articulations par doigt, longueur des segments, nombre de pas, pas temporel.

– Scénarios personnalisables via la définition de nouvelles vitesses angulaires.

– Structure modulaire, adaptable pour inclure des analyses supplémentaires (ex. cinématique inverse, collisions).

– Reproductibilité assurée via `np.random.seed(42)`.

## Utilisation :

Le script s’exécute directement et :

– Génère les trajectoires des doigts pour les cinq scénarios.

– Affiche une figure avec cinq graphiques 3D montrant les trajectoires et les positions finales.

– Sauvegarde la figure dans le chemin spécifié (`/all_scenarios.png`).

**Paramètres par défaut :**

– Doigts : 6

– Articulations par doigt : 3

– Longueur des segments : 0,1 m

– Pas de temps : 0,1 s

– Nombre de pas : 50

– Environnement : 1 m³

– **Sortie :**

– Figure avec cinq graphiques 3D (trajectoires des doigts, points finaux, statistiques).

– Fichier PNG sauvegardé.

– **Dépendances :** Python 3.x, `numpy`, `matplotlib`.

– **Personnalisation :** Ajustement des paramètres (nombre de doigts, pas de temps, etc.), ajout de scénarios ou modification des vitesses angulaires.

**Licence :** MIT