Advanced control of interactions in robotics : application to robot-assisted medical procedures
Commande avancée pour l’interaction en robotique : applications à l’assistance aux procédures médicales
Robotique collaborative
Interactions physiques Homme-robot
Commande en impédance
Procédures médicales assistées par robot
Collaborative robotics
Physical human-robot interaction
Impedance control
Robot-assisted medical procedures
629.89
Robotique en médecine
En raison de l'intérêt croissant pour l'utilisation de systèmes robotiques dans un espace de travail partagé avec des opérateurs humains, le développement de robots collaboratifs met l'interaction Homme-robot au centre des préoccupations des roboticiens. Pour cette raison, le développement de nouveaux outils de contrôle permettant la gestion des interactions est devenu un sujet de recherche important. Ainsi, la conception de solutions améliorant la dynamique d'interaction et garantissant l'intégrité de l’opérateur est d’un intérêt particulier. Dans cette thèse, plusieurs outils de contrôle pour la robotique collaborative sont proposés. Les problématiques abordées visent notamment à garantir simultanément la compliance des robots tout en gérant des contraintes, ou à modifier la dynamique d'interaction de manière sûre. L’utilisation de bio-signaux afin d’améliorer la collaboration Homme-robot est également étudiée, pour évaluer l'intention de l’utilisateur. Cet ensemble de problématiques conduit à la conception de contrôleurs dédiés. Deux preuves de concept d’applications médicales utilisant les outils proposés sont développées pour l'insertion autonome d'aiguilles en radiologie interventionnelle et pour la rééducation bimanuelle.
With the growing interest in the use of robotic systems in a workspace shared with human operators, the development of collaborative robots places human-robot interaction at the center of the concerns of roboticists. Therefore, the development of new control tools for the management of interactions has become an important research topic. In this context, the design of solutions that improve the dynamics of interaction and guarantee the integrity of the operator is of particular interest. In this thesis, several control tools for collaborative robotics are proposed. The addressed issues are namely to simultaneously guarantee robot compliance while managing constraints, or to modify the interaction dynamics in a safe manner. The use of bio-signals to improve human-robot collaboration is also studied to assess user intentions. These issues lead to the design of dedicated controllers. Two proofs of concept for medical applications using the proposed tools are developed for the autonomous insertion of needles in interventional radiology and for bimanual rehabilitation.
Electronic Thesis or Dissertation
Text
en
PDF
20440100
Université de Strasbourg
Strasbourg
2022-12-31
application/pdf
11757210
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2020/Bednarczyk_Maciej_2020_ED269.pdf
http://www.theses.fr/2020STRAD023/abes
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03629970
Bednarczyk
Maciej
1993-08-28
PL
261564900
http://www.theses.fr/2020STRAD023
2020STRAD023
2020-12-08
Robotique
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Bayle
Bernard
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061052744
Ramdani
Nacim
MADS_PRESIDENT_DU_JURY
081920377
Ajoudani
Arash
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Hassan
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Vincent
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École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
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Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
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Bayle
Bernard
Ramdani
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Ajoudani
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Omran
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Ramdani
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Padois
Vincent
École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
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