Commande robotique hybride par téléopération et comanipulation : Application au positionnement d’une sonde échographique en milieu contraint

Hybrid robotic control by teleoperation and comanipulation : Application to ultrasound probe positioning in a constrained environment

• Auteur / Autrice : Joseph Diab
• Direction : Gérard Poisson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologies industrielles
• Date : Soutenance le 03/12/2021
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, Informatique, Physique Théorique et Ingénierie des Systèmes (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....)
• Jury : Président / Présidente : Samer Alfayad
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Poisson, Samer Alfayad, Hélène Chanal, Arnaud Lelevé, Saïd Zeghloul, Bertrand Tavitian, Cyril Novales, Aïcha Fonte-Guerrouad
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Chanal, Arnaud Lelevé

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie interventionnelle

Interaction homme-robot

Télécommande

Robotique en médecine

Robots -- Systèmes de commande

Mots clés libres

Cobotiques

Combinaison temporelle

Combinaison structurelle

Cobotic

Temporal combination

Structural combination

Résumé

Dans de nombreuses applications assistées par robot, notamment en milieu médical, il est courant de devoir alterner des phases où un humain est en interaction directe avec le robot (comanipulation) et certaines phases où cet humain en est par nécessité distant (téléopération).Cette thèse traite de la commande des robots par combinaison des deux modalités de téléopération et comanipulation. Deux approches sont proposées : une combinaison temporelle d’une part puis une combinaison structurelle. La première correspond à un fonctionnement du robot avec alternance temporelle des phases comanipulées et téléopérées. La seconde consiste à contrôler le robot en combinant les deux modalités en question de façon simultanée à travers une matrice de sélectivité permettant ainsi de mixer deux voies d’entrées usuellement distinctes et séparées. L’approche particulière proposée ici, est appliquée au positionnement d’une sonde échographique en milieu médical très contraint.

In many robot-assisted applications, especially in the medical field, it is common to have to alternate phases where a human is directly interacting with the robot (comanipulation) and some phases where this human is by necessity distant from it (teleoperation). This thesis deals with the control of robots by combining the two modalities of teleoperation and comanipulation. Two approaches are proposed : a temporal combination on the one hand and a structural combination on the other. The first one corresponds to an operation of the robot with temporal alternation of comanipulated and teleoperated phases. The second consists of controlling the robot by combining the twomodalities in question simultaneously through a selectivity matrix, thus allowing two usually distinct and separate input channels to be mixed. The particular approach proposed here is applied to the positioning of an ultrasoundprobe in a highly constrained medical environment.