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Titre de la thèse : Contributions à la commande d'un comanipulateur sériel au contact avec un environnement mobile

 

Mots clés : comanipulation sérielle; robotique chirurgicale; compensation des mouvements physiologiques; commande en impédance; identification non paramétrique; contrôle moteur

 

Cette soutenance aura lieu le

Vendredi 20 septembre 2013 à 10h30

UPMC – Campus Jussieu, 4 Place Jussieu - 75005 Paris

Tour 65, 3ème étage, couloir 65-66, salle 304.

 

Jury 

Rapporteurs: 

M. Phillippe Poignet, LIRMM, Université Montepellier II

M. Pierre Renaud, LSIIT , IRCAD - AVR et INSA Strasbourg

Examinatrice: 

Mme. Véronique Perdereau, ISIR, Université Pierre et Marie Curie

Directeur de Thèse:

M. Guillaume Morel, ISIR, Université Pierre et Marie Curie

 

Résumé : En chirurgie à cœur battant les mouvements des organes peuvent entraver les gestes du praticien. Dans l’idéal, un robot chirurgical devrait être capable de capter les mouvements physiologiques et de les compenser automatiquement. Les solutions actuelles pour la chirurgie sur le cœur sont imparfaites notamment à cause de l’impossibilité de modéliser de manière adéquate l’organe. L’objectif principal de cette thèse est de proposer des commandes robotiques pour minimiser l’application de forces non désirées sur l’organe tout en permettant la réalisation du geste médico-chirurgical sans perturbation.

Dans ce manuscrit, la solution proposée qui consiste à apprendre un modèle de l’interaction instrument/environnement sans connaissances a priori de la nature de ce contact a été évaluée en simulation. Ensuite, la conception, réalisation et caractérisation d’un instrument à 1 dof du type “hand-held” pour la chirurgie à cœur battant a permis la mise en évidence du problème de la régulation de l’effort appliqué par l’utilisateur en interaction avec un instrument à impédance. Ainsi, nous avons proposé une commande en admittance avec retour d’effort qui est adaptée à la comanipulation sérielle d’un tel instrument. L’évaluation expérimentale de cette stratégie nous a conduit à constater l’importance de la façon dont l’opérateur régule l’impédance de son bras dans l’efficacité dans la réalisation du geste chirurgical. Nous avons finalement analysé des aspects de biomécanique liés à la régulation d’impédance du membre supérieur chez l’humain. Nous avons trouvé des pistes pour la conception de stratégies de commande d’interaction homme/instrument/environnement.