Novint Falcon - Principes du retour haptique 3D
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NOVINT FALCON - RETOUR HAPTIQUE 3D
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CONTEXTE
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Le Novint Falcon est un bras robotisé qui simule le toucher.
Au lieu de voir/entendre, tu SENS les objets virtuels.
Applications : jeux, simulateurs de chirurgie, formation industrie,
contrôle de machines.
ARCHITECTURE GÉNÉRALE
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│ ORDINATEUR PC │
│ (Logiciel Falcon) │
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│
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│ │
┌───▼────┐ ┌────▼────┐
│ MOTEURS│ │ CAPTEURS │
│ (3 axes)│ │ (position)│
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│ │
└───────┬────────┘
┌───▼────┐
│ BRAS │
│ CAPTIF │
└────────┘
PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
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ÉTAPE 1 : Position → Capteur mesure position du bras (x, y, z)
→ Envoi position à l'ordinateur
ÉTAPE 2 : Simulation → Ordinateur calcule interactions virtuelles
→ Objet virtuel touche-t-il mon doigt ?
ÉTAPE 3 : Retour de force → Calcul de la force à appliquer
→ Direction + intensité
ÉTAPE 4 : Moteurs → Moteurs appliquent forces 3D au bras
→ Sensation tactile reçue
COMPOSANTS CLÉS
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[MOTEURS]
• 3 moteurs électriques (un par axe : x, y, z)
• Rôle : Créer les forces / résistances / vibrations
• Sécurité : Limite de force (ex. 8N max)
[CAPTEURS DE POSITION]
• 3 codeurs optiques (mesure chaque axe)
• Rôle : Connaître position du bras en temps réel
• Résolution : ±0.1 mm
[CONNECTIQUE]
• Câble USB vers ordinateur
• Drivers logiciels (Falcon SDK)
• Interface utilisateur (logiciel Novint)
[BRAS CAPTIF]
• Structures mécanique rigide (aluminium)
• Buttons + joystick intégré pour commandes
PARAMÈTRES À CONNAÎTRE
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[Caractéristiques]
• Espace de travail : 15 cm × 15 cm × 15 cm (volume)
• Force maximale : 8 Newton (sensation très réaliste)
• Fréquence mise à jour : 1000 Hz (1000x/seconde = très fluide)
• Latence : < 5 ms (quasi-temps réel)
[Sécurité]
• Toujours calibrer avant utilisation
• Ne pas bloquer le bras (risque moteur)
• Reposer main régulièrement (effort physique)
• Respecter limites de force constructeur
CAS D'USAGE RÉELS
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1. JEUX VIDÉO
→ Sensation de rebond, impact, friction dans le jeu
2. FORMATION MÉDICALE
→ Chirurgiens s'entraînent sur cas virtuels
→ Retour haptic = ressenti du tissu réel
3. ROBOTIQUE INDUSTRIELLE
→ Téléopération robot à distance
→ Opérateur SENT les forces de réaction
4. RÉALITÉ VIRTUELLE
→ Toucher objets 3D immatériels
→ Immersion complète (vision + son + toucher)
COMPÉTENCES ASSOCIÉES
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TP1 : Identification architecture, composants → CO1.1, CO3.1
TP2 : Mise en route, retour haptique → CO2.3
TP3 : Programmation interaction → CO2.2, CO3.1
TP4 : Maintenance, ergonomie → CO2.3
POINTS CLÉS À RETENIR
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• Retour haptique = Force + Direction (3D)
• Capteurs encodent position → Moteurs appliquent forces
• Boucle fermée rapide (1000 Hz) = sensation fluide
• Applications : médecine, jeux, industrie, simulation
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