In this work a simple model was developed to represent the grasped object supported by several fingers in both two and three dimensions. By using the elastic stability theory, the stability criteria for the model were determined and on this basis recommendations were made to improve the stability of grasped objects. It was found that three fingers (point contact with friction) are needed for a two dimensional grasp and five fingers (point contact with friction) are needed for a three dimensional grasp to provide improved stability. The theoretical results were supported by experiments.

The contact force grasp optimization problem has been defined. Grasp optimization criteria have been classified and a list of grasp quality measures has been compiled. The linearized grasp optimization problem has been formulated and the simplex and dual methods have been used to solve the problem. A new linear optimization method, the Best and Ritter method, has been applied for solving the linearized grasp problem.

The simplex, dual, and Best and Ritter methods have been compared based on factors related to the size of the problem model required, the computational efficiency, the accuracy of solution, and the simplicity of use. The Best and Ritter method was found superior to the others.

Ways of simplifying the linear grasp optimization problem and reducing its size have been explored, and an algorithm to reduce the problem to its simplest form has been formulated. A comparison of the original grasp problem and the reduced one has been performed based on factors related to the size of the working matrix, the efficiency of the method, the accuracy of the solution, and the simplicity of use.

A method to solve the discontinuity problem of grasp solutions, namely the use of suboptimal solutions, has been derived and a solution algorithm has been developed.

The nonlinear grasp optimization problem has been formulated and a nonlinear optimization method, namely the flexible tolerance method, has been used to solve the nonlinear grasp optimization problem. A comparison of the use of flexible tolerance method and Best and Ritter's method to solve the grasp problem has been conducted based on several factors.

The advantages and disadvantages of the use of linear and nonlinear optimization techniques to solve the grasp problem have been outlined.

The multicriteria grasp optimization problem has been introduced. Different approaches and methods for solving the grasp multicriteria optimization problem have been recommended, and solution algorithms have been developed.

Dans cette thèse, un modèle a été developpé pour représenter la préhension d'un objet en deux et en trois dimensions. La théorie de stabilité élastique a été utilisée afin de déterminer les critères de stabilité, lesquels ont permis d'établir des recommendations pour améliorer la stabilité des objets saisis. Les résultats ont montré qu'il faut au moins trois doigts (point de contact avec friction) pour améliorer la préhension en deux dimensions, et au moins cinq doigts (point de contact avec friction) pour améliorer la préhension en trois dimensions. Ces résultats théoriques ont été vérifiés expérimentalement.

Ensuite, le problème d'optimisation des forces de préhension a été defini. Les critères d'optimisation de la préhension ont été classifiés, et une liste de mesures de la qualité de la préhension a été fournie. Le problème d'optimisation linéarisé a été formulé et résolu en utilisant les méthodes "simplex" et "dual". Le problème a aussi été résolu par la nouvelle méthode de Best et Ritter.

Les trois méthodes (simplex, dual, Best et Ritter) ont été comparées en fonction de la complexité du modèle, l'efficacité du calcul, la précision de la solution et la facilité d'utilisation. Ces comparaisons ont clairement demontré la supériorité de la méthode de Best et Ritter.

Des façons pour simplifier le problème d'optimisation linéarisé ont été étudiées et un algorithme a été formulé afin d'obtenir la forme la plus simple. Le problème original ainsi que le problème simplifié obtenu dans cette thèse ont été comparés.

Une méthode pour résoudre le problème de discontinuité des résultats a été formulée et un algorithme a été obtenu.

Le problème non-linéaire d'optimisation de préhension a été formulé et la méthode de tolérance flexible a été utilisée pour le résoudre. Cette méthode a été comparée avec celle de Best et Ritter.

Les avantages et les inconvénients de l'utilisation des techniques d'optimisation linéaires et non-linéaires ont été présentés.

Le problème d'optimisation de préhension à plusieurs critères a été formulé. Plusieurs méthodes de solution ont été recommandées et un algorithme de solution a été developpé.