Sélection et identification de modèle en temps-réel pour l’interaction au contact Homme-Robot dans une chaîne de téléopération haptique

Dans la lignée de plusieurs projets nationaux et européen, le sujet de thèse proposé concerne le développement d’une plateforme de télérobotique avec retour haptique pour une application médicale de télé-échographie. Ce contexte de recherche provient du constat qu’il existe un manque de spécialistes médicaux dans le domaine de l’échographie. Or cet examen rapide et non invasif est essentiel pour diriger efficacement les patients vers les services de soins médicaux adaptés à leur pathologie. L’idée proposée et que nous avons mis en test depuis plusieurs années consiste à doter les petits centres médicaux et les sites médicalement isolés, de robots pouvant être manipulés a distance par un spécialiste médical pour réaliser une télé-échographie. L’une des difficultés de la réalisation d’un examen à distance provient du fait que ce type d’examen est dit «  »expert-dépendant » » signifiant ainsi que la qualité du diagnostic est grandement améliorée lorsque le praticien est en contact direct avec son patient. En effet lorsque le praticien exerce une pression sur le patient à l’aide du transducteur ultrasonore, il est alors à même de ressentir la texture et la résistance des tissus examinés, ce qui lui permet de mieux cibler et orienter son examen.
La problématique scientifique générale qui devra être traitée dans cette thèse se rapporte à la commande d’une architecture robuste capable de restituer le ressenti des efforts à l’expert médical distant de son patient. La robustesse se réfère à l’élément limitant, perturbateur et incertain que constitue le canal de communication entre les sites éloignés de l’expert et du patient (cas d’Internet, réseaux sans fils, …) . Plus particulièrement nous voulons mettre en place, étudier et améliorer une architecture de commande récemment proposée dans la littérature scientifique : la commande dite à médiation de modèle. Dans ce contexte le fond du problème sera de développer un nouveau type de capteur capable de choisir et d’identifier en temps réel un modèle de comportement mécanique du patient osculté. Ce modèle mécanique (impédance mécanique) estimé par le capteur peut ensuite être transmis avec un très faible débit vers le poste du médecin où un simulateur haptique peut «  »rejouer » » ce modèle mécanique et donner l’impression au médecin d’être au contact du patient. Ainsi dans cette perspective les verrous scientifiques qui devront être traités par la thèse concernent l’observation d’état, la sélection et l’identification de modèle en temps réel. Un des problèmes annexe sera aussi la transition de modèle.
Les perspectives de ce travail constitueront un nouveau pas vers l’interaction de contact homme-robot qui est un sujet majeur de la recherche actuelle en robotique.

Contact: Dominique Meizel

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