Thèse soutenue

Modélisation et commande avec apprentissage d'endoscopes flexibles robotisés
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Auteur / Autrice : Rafael Aleluia Porto
Direction : Michel de Mathelin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Automatique, vision et robotique
Date : Soutenance le 14/01/2021
Etablissement(s) : Strasbourg
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
Jury : Président / Présidente : Edouard Laroche
Examinateurs / Examinatrices : Nabil Zemiti, Florent Nageotte
Rapporteurs / Rapporteuses : Tanneguy Redarce, Brahim Tamadazte

Résumé

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Dans le contexte des chirurgies mini-invasives, les endoscopes flexibles et les instruments chirurgicaux à câble sont des outils essentiels. Dans les systèmes robotiques, la transmission par câble permet de contrôler les effecteurs distaux à l’intérieur du patient à partir de moteurs situés du côté proximal. Cependant, des non-linéarités sont introduites en raison de l'interaction entre les câbles et les gaines à l'intérieur des outils endoscopiques. Dans cette thèse, un nouveau modèle cinématique inverse (MCI) qui peut prendre en compte des non-linéarités complexes est proposé pour les systèmes flexibles, ainsi qu'une extension pour tout type de système robotique. Le concept des techniques développées consiste à combiner la modélisation géométrique avec des techniques d'apprentissage automatique. Cela permet d'obtenir un MCI précis, efficace et capable de gérer les effets d'hystérésis. La précision est améliorée par rapport à d'autres approches basées sur l'apprentissage, avec une phase d'entraînement plus rapide, comme l'ont montré les expériences menées sur la plateforme STRAS.