Téléopération semi-autonome pour la manipulation d'objets naturels par un robot mobile en environnements hostiles

Semi-autonomous teleoperation for the manipulation of natural objects by a mobile robot in hostile environments

• Auteur / Autrice : Ian Page
• Direction : Olivier Aycard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images Parole Signal Automatique

Mots clés

Mots clés libres

Robotique

Téléopération

Environnement hostile

Robotics

Teleoperation

Hostile environment

Résumé

La maintenance et le démantèlement dans des environnements hostiles, ainsi que le traitement de matériaux spécifiques, sont des processus longs et coûteux. En effet, ils nécessitent que des travailleurs humains réalisent des tâches de manipulation complexes d'objets naturels dans des conditions difficiles et physiquement éprouvantes. De plus, à cause des défis de l'environnement, un travailleur humain n'est autorisé à rester dans une zone spécifique qu'un temps limité. L'utilisation de robots mobiles téléopérés semi-autonomes pour réaliser ces tâches accroît la productivité ainsi que les conditions de travail et la sécurité des travailleurs humains dans ces environnements inhospitaliers. En particulier, la manipulation téléopérée d'objets naturels peut diminuer la charge cognitive des travailleurs. La capacité de manipuler ces objets à distance facilite de nombreuses tâches et évite que des humains se rendent dans des zones dangereuses, ce qui réduit le coût et la durée des processus. Par contre, il peut être difficile de manipuler un objet naturel inconnu et en particulier de le saisir à l'aide d'un manipulateur téléopéré. Cette opération nécessite une perception et une compréhension de l'environnement dans lequel se trouve l'objet et requiert un haut niveau de dextérité de l'opérateur. En assistant cette saisie, la charge cognitive et la fatigue de l'opérateur sont diminuées. De plus, il n'est plus nécessaire d'établir une communication en temps réel entre le manipulateur et le téléopérateur pendant la séquence de saisie. Dans ce projet de thèse, nous allons explorer comment assister la téléopération d'un robot mobile doté d'un bras manipulateur équipé d'un effecteur.

Maintenance and decommissioning in hostile environments, as well as the treatment of specific materials, are lengthy and costly processes. Indeed, they require human workers to perform complex manipulation tasks involving natural objects under challenging and physically demanding conditions. Furthermore, due to the environmental challenges, a human worker is only allowed to remain in a specific area for a limited amount of time. The use of semi-autonomous teleoperated mobile robots to perform these tasks increases productivity, as well as improves the working conditions and safety of human workers in these inhospitable environments. Specifically, the teleoperation of natural objects can reduce the cognitive load on workers. The ability to manipulate these objects remotely facilitates numerous tasks and prevents humans from entering dangerous zones, thereby reducing both the cost and duration of the processes. However, manipulating an unknown natural object, especially using a teleoperated manipulator, can be challenging. This operation requires a perception and understanding of the environment in which the object is located and demands a high level of dexterity from the operator. Assisting this grasp reduces the cognitive load and fatigue of the operator. Moreover, it eliminates the need for real-time communication between the manipulator and the teleoperator during the grasping sequence. In this PhD project, we will explore how to assist the teleoperation of a mobile robot equipped with a manipulator arm fitted with an effector.