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Télé-Opération avec Retour d'Effort pour la Chirurgie Mini-Invasive / Zarrad WALID

Public ISBD Titre : Télé-Opération avec Retour d'Effort pour la Chirurgie Mini-Invasive Type de document : texte imprimé Auteurs : Zarrad WALID, Auteur Année de publication : 2007 Langues : Français (fre) Tags : ROBOTIQUE MEDICALE  TELE-OPERATION AVEC RETOUR D'EFFORT  COMMANDE ADAPTATIVE EN EFFORT  ESTIMATION PARAMETRIQUE  TRANSPARENCE ET STABILITE  CHIRURGIE MINI-INVASIVE  GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'assistance robotique pour la chirurgie mini-invasive télé-opérée. L'une des principales limitations des systèmes existants concerne l'absence de restitution des efforts au chirurgien lorsqu'il télé-opère le robot. Ainsi, un système de télé-opération avec retour d'effort est proposé. Il est basé sur une architecture position - position avec une commande en effort du robot esclave. Cette dernière utilise un découplage non-linéaire du robot ainsi que des techniques d'observation et de commande par retour d'état. Des validations expérimentales ont montré les performances de l'architecture lors d'une télé-opération en espace libre et lors d'interactions avec un environnement de faible rigidité. Une première contribution est l'estimation en ligne de la raideur de l'environnement afin de garantir la stabilité du système lors d'interactions avec un environnement rigide. Cette stratégie utilise un filtre de Kalman étendu qui s'affranchit de la position de repos de l'environnement et qui considère une compensation des erreurs de modélisation du robot esclave. La deuxième contribution est l'étude de la transparence et de la stabilité de l'architecture de télé-opération. Une adaptation des paramètres de commande en fonction de la raideur estimée est proposée en considérant un compromis entre ces deux critères. La structure a été validée expérimentalement en considérant un environnement constitué de tissus /ex-vivo/. Une dernière contribution est l'adaptation de l'architecture de télé-opération avec retour d'effort aux contraintes imposées par la chirurgie mini-invasive. La première est le passage de l'instrument du robot par le trocart. Une architecture de commande utilisant le principe du découplage tâche - posture est alors proposée. La posture permettant le passage par le trocart est contrôlée en considérant la commande en position d'un robot virtuel attaché à l'instrument du robot télé-opéré. La deuxième contrainte considérée est la compensation des mouvements physiologiques. L'objectif étant d'offrir au chirurgien une stabilisation virtuelle de l'organe. L'approche de commande consiste à atténuer les perturbations dans les efforts appliqués sur un environnement en mouvement. La compensation repose sur une commande référencée modèle qui considère que les perturbations atténuées génèrent un déplacement du robot esclave. Des expérimentations ont montré la pertinence et l'efficacité des stratégies proposées. Directeur(s) de thèse : PIERROT F. Co-directeur(s) de thèse : COMPANY O.;POIGNET P. Rapporteur(s) : MOREL G.;SENAME O. Examinateur(s) : BAYLE B. Date de soutenance : 19/12/2007 Télé-Opération avec Retour d'Effort pour la Chirurgie Mini-Invasive [texte imprimé] / Zarrad WALID, Auteur . - 2007. Langues : Français (fre) Tags : ROBOTIQUE MEDICALE  TELE-OPERATION AVEC RETOUR D'EFFORT  COMMANDE ADAPTATIVE EN EFFORT  ESTIMATION PARAMETRIQUE  TRANSPARENCE ET STABILITE  CHIRURGIE MINI-INVASIVE  GENIE INFORMATIQUE, AUTOMATIQUE ET TRAITEMENT DU SIGNAL Index. décimale : THE Thèses de doctorat Résumé : Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre de l'assistance robotique pour la chirurgie mini-invasive télé-opérée. L'une des principales limitations des systèmes existants concerne l'absence de restitution des efforts au chirurgien lorsqu'il télé-opère le robot. Ainsi, un système de télé-opération avec retour d'effort est proposé. Il est basé sur une architecture position - position avec une commande en effort du robot esclave. Cette dernière utilise un découplage non-linéaire du robot ainsi que des techniques d'observation et de commande par retour d'état. Des validations expérimentales ont montré les performances de l'architecture lors d'une télé-opération en espace libre et lors d'interactions avec un environnement de faible rigidité. Une première contribution est l'estimation en ligne de la raideur de l'environnement afin de garantir la stabilité du système lors d'interactions avec un environnement rigide. Cette stratégie utilise un filtre de Kalman étendu qui s'affranchit de la position de repos de l'environnement et qui considère une compensation des erreurs de modélisation du robot esclave. La deuxième contribution est l'étude de la transparence et de la stabilité de l'architecture de télé-opération. Une adaptation des paramètres de commande en fonction de la raideur estimée est proposée en considérant un compromis entre ces deux critères. La structure a été validée expérimentalement en considérant un environnement constitué de tissus /ex-vivo/. Une dernière contribution est l'adaptation de l'architecture de télé-opération avec retour d'effort aux contraintes imposées par la chirurgie mini-invasive. La première est le passage de l'instrument du robot par le trocart. Une architecture de commande utilisant le principe du découplage tâche - posture est alors proposée. La posture permettant le passage par le trocart est contrôlée en considérant la commande en position d'un robot virtuel attaché à l'instrument du robot télé-opéré. La deuxième contrainte considérée est la compensation des mouvements physiologiques. L'objectif étant d'offrir au chirurgien une stabilisation virtuelle de l'organe. L'approche de commande consiste à atténuer les perturbations dans les efforts appliqués sur un environnement en mouvement. La compensation repose sur une commande référencée modèle qui considère que les perturbations atténuées génèrent un déplacement du robot esclave. Des expérimentations ont montré la pertinence et l'efficacité des stratégies proposées. Directeur(s) de thèse : PIERROT F. Co-directeur(s) de thèse : COMPANY O.;POIGNET P. Rapporteur(s) : MOREL G.;SENAME O. Examinateur(s) : BAYLE B. Date de soutenance : 19/12/2007

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Cote	Support	Localisation	Section	Notes	Disponibilité
THE-07 / 13436	Papier	THESES	NON CLASSES		Disponible