Nouvelle approche de la tomographie par impédance électrique pourla perception des systèmes automatisés à petite échelle

New approach of electrical impedance tomography for perception of small-scale automated systems

• Auteur / Autrice : Anes Boulmerdj
• Direction : Aude Bolopion, Hugo Daguerre
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : SPIM - Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : AS2M - Département Automatique et Systèmes Micro-Mécatroniques
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)

Mots clés

Mots clés libres

Micro-robotique

Tomographie par impedance electric

Perception des system automatises

Micro-robotic

Electrical impedance tomography

Perception of automated systems

Résumé

Le département AS2M de l'institut FEMTO-ST est spécialisé dans la robotique aux petites échelles (microrobotique). Ses chercheurs développent des systèmes automatisés de très petite taille, dont le potentiel applicatif dans le domaine biomédical est grand autant pour des applications in vitro (caractérisation, tri et manipulation de cellules) qu'in vivo (chirurgie minimalement invasive). Toutefois, la commande de ces robots est généralement réalisée à partir d'informations visuelles obtenues par des caméras. Cette modalité ne permet pas de suivre des opérations in vivo de manière non invasive et limite le potentiel de parallélisation des applications in vitro. Une solution émergente pour l'augmentation des capacités de perception des systèmes automatisés à petite échelle dans des scénarios applicatifs est donc l'intégration des capteurs. La méthode de perception intégrée développée par l'Institut FEMTO-ST se base sur la tomographie par impédance électrique (EIT), qui permet de reconstruire la distribution de conductivité à l'intérieur d'un espace entouré par des électrodes. Cette approche a montré des résultats prometteurs à FEMTO-ST en collaboration avec l'Institut Max Planck pour la localisation de robots millimétriques actionnées à distance. Au-delà de la preuve de concept déjà démontrée au laboratoire, cette thèse a pour objectif d'inclure l'EIT en tant que méthode de perception dans une boucle de commande.

The AS2M department of the FEMTO-ST Institute specializes in small-scale robotics (microrobotics). Its researchers develop very small automated systems, whose application potential in the biomedical field is great for both in vitro applications (characterization, sorting and manipulation of cells) and in vivo (minimally invasive surgery). However, these robots are generally controlled using visual information obtained by cameras. This method does not allow non-invasive monitoring of in vivo operations and limits the potential for parallelization of in vitro applications. An emerging solution for increasing the perception capabilities of small-scale automated systems in application scenarios is therefore the integration of sensors. The integrated perception method developed by the FEMTO-ST Institute is based on electrical impedance tomography (EIT), which allows the reconstruction of the conductivity distribution within a space surrounded by electrodes. This approach has shown promising results at FEMTO-ST in collaboration with the Max Planck Institute for the localization of remotely operated millimeter robots. Beyond the proof of concept already demonstrated in the laboratory, this thesis aims to include EIT as a perception method in a control loop.