While redundancy resolution of serial manipulators has been extensively studied, most of the work published reports simulations only. This thesis reports work not only on the numerics behind, but also the implementation of real-time redundancy-resolution schemes on a real robot. Furthermore, the robot that was chosen as the experimental platform is isotropic. Redundant robots have more degrees of freedom than needed to perform a class of tasks. For example, a three-revolute planar manipulator meant to position the operation point of its end-effector in the X-Y plane is redundant. The extra degree of freedom can be used to minimize a performance index. A new performance index is proposed in the thesis, that is quadratic in the joint variables and its weighting function has units of frequency. It is shown how this performance index can produce cyclic trajectories in a simple manner, thereby eliminating the undesired drift of the joint angles upon tracking a closed Cartesian trajectory.

Isotropic robots can be postured in such a way that the condition number of their Jacobian matrices can attain a minimum value of unity. It is shown in the thesis that this feature is closely related to the performance of the robot. It appears that trajectories that are close to the set of isotropic postures are performed with smaller errors than trajectories lying far from that set.

The experiments reported here were conducted on the McGill-IRIS C3 Arm, an isotropic, four-revolute redundant manipulator, used to position the operation point of its end link. The C3 Arm is a member of a family of isotropic robots that have been designed and manufactured in the past five years at McGill's Centre for Intelligent Machines. This family includes DIESTRO, REDIESTRO 1 and REDIESTRO 2, besides the C3 Arm, the two REDIESTRO robots being now under extensive use within the STEAR (Strategic Tech- nologies for Autonomous Robotics) Project, in partnership with Concordia University, the Canadian Space Agency, and Bombardier Inc.'s Canadair DSD.

Since its commissioning, the C3 Arm was not capable of performing general trajecto- ries in Cartesian space;​ hence, its hardware and software were further developed within the framework of the research reported here.

Alors que la résolution redondante des manipulateurs à chaîne ouverte simple a été largement étudiée, la plupart des travaux publiés ont porté uniquement sur les simulations. Ce mémoire porte non seulement sur les aspects numériques sous-jacents, mais aussi sur une réalisation en temps réel de la résolution redondante sur un robot isotrope redondant. Les robots redondants ont plus de degrés de liberté qu'il est nécessaire pour effectuer un type de tâches. Par exemple, un manipulateur planaire avec trois articulations rotoïdes, utilisé pour le positionnement du point d'operation de l'organe terminal dans le plan Y-Y, est redondant. Le degré de liberté supplémentaire peut être utilisé pour minimiser un indice de performance. L'indice de performance proposé est quadratique par rapport aux varriables articulaires et est pondéré par une matrice ayant des unités de fréquence. Il est montré que cet indice de performance peut produire une trajectoire cyclique d'une maniére simple, ce qui mène à une élimination du décalage articulaire lors de la tracée d'une trajectoire fermée dans l'espace cartésien.

Les robots isotropes peuvent être positionnés de telle sorte que le nombre de condi- tion de leur matrice Jacobienne atteigne une valeur minimum de un. Il est montré dans ce mémoire que cette caractéristique est étroitement liée à la performance du robot. Il semble que les trajectoires proches de la configuration isotropique sont parcourues avec des erreurs plus petites que les trajectoires éloignées de cette configuration.

Les expériences rapportées ici ont été menées sur le bras robotique McGill-IRIS C3, un manipulateur isotrope redondant à quatre articulations rotoïdes, utilisé pur le position- nement du point d'opération de sa dernière membrure. Le manipulateur C3 appartient à la famille des robots isotropiques qui ont été conçus et mis en oeuvre au cours des cinq dernières années au Centre McGill de recherches sur les machines intelligentes. Cette famille comprend, à part le bras C3, DIESTRO, REDIESTRO 1 et REDIESTRO 2, les deux derniers étant maintenant utilisés très fortement dans le cadre du projet STEAR (Tech- nologies Strategiques pour Robots Autonomes), en partenariat avec l'Université Concor- dia, l'Agence Spatiale Canadienne, et la division défense de le filiale de Bombardier inc., Canadair.

Lors de sa mise en service, le bras C3 n'était pas capable de suivre des trajectoires générales dans l'espace cartésien;​ cela a par conséquent conduit à la continuation du dévelo- pement de ses aspects matériel et logiciel dans le cadre de la recherche rapportée ici.