Positionnement pour les systèmes de MEMS intelligents : positionnement pair-à-pair multi-modal : vers un protocole de positionnement pour les MEMS intelligents distribués

Multimodal peer-to-peer positioning : towards a micro-positioning protocol for distributed intelligents MEMS

• Auteur / Autrice : Dermas Moffo
• Direction : François Spies, Philippe Canalda
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 17/12/2018
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : site de préparation : Université de Franche-Comté (1971-2024)
• Jury : Président / Présidente : Julien Bourgeois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François Spies, Philippe Canalda, Julien Bourgeois, Thierry Val, Benoit Hilt, Nicolas Krommenacker
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Val, Benoit Hilt
• DOI : 10.70675/d1fe109dzea9fz4a6dz86efz15c8cdefbc52

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microrobots

Algorithmes

Mots clés libres

Positionnement

Micro-Robot Mems

Systèmes distribués

Simulations

Pair-À-Pair

Position absolue et relative

Micro-postionnement 2D et 3D

Postionnement absolue et relatif

Microsystèmes

Algorithme de positionnement

Microrobots MEMS

Positioning

Mems Microrobot

Distributed Systems

Simulations

Peer-To-Peer

Absolute and relative localization

2D and 3D micro-localization

Relative and global positioning

Micro-systems

Localization algorithm

MEMS microrobots

Résumé

Les avancées réalisées dans le processus de fabrication de micros-éléments et de circuits intégrés ont permis l’émergence de microsystèmes. De nombreux projets sont conduits afin d’une part, de miniaturiser le plus possible des microrobots MEMS individuels capables de remplir un ensemble donné de fonctionnalités, et, d’autre part, d’intégrerde l’intelligence, de la communication et de la coordination aux microsystèmes permettant d’obtenir des systèmes distribués de microrobots, comprenant des centaines voir des milliers de micros-éléments. Ces micros-éléments disposent de ressources individuelles limitées, mais leur utilisation collective permet d’avoir des systèmes capables derésoudre des problèmes d’une grande complexité.Nous proposons, dans le cadre de cette thèse, des solutions de positionnement pour les microsystèmes et les systèmes de microrobots communiquant par contact. Les Microrobots MEMS sur lesquels portent nos travaux sont des microsystèmes dont la taille varie du micromètre à quelques millimètres, dotés de très faibles capacités de calcul, de stockage, communicant par contact et dont la communication se limite aux éléments en contact direct. Dans ce travail, nous proposons une modélisation pour le positionnement des microrobots MEMS. En nous appuyant sur cette modélisation, nous avons proposé un algorithme de positionnement séquentiel pour les systèmes de MEMS. C’est un algorithmeséquentiel centralisé qui traite du positionnement mixte (à la fois relatif et absolu) en 2D et 3D sans mobilité et qui permet aussi de déterminer l’orientation du microrobot MEMS. Nous avons enfin proposé un algorithme distribué de positionnement pour les systèmes de MEMS ultra-denses. Cet algorithme distribué se base sur les échanges entre les différents microrobot MEMS pour propager les informations utilisées pour le positionnement.

The advances made in the process of manufacturing microelements and integrated circuits have led to the emergence of microsystems. Numerous projects are carried out in order to miniaturize as much as possible individual micorobots MEMS capable of filling a given set of functionalities, and, on the other hand, to integrate intelligence, communication andcommunication, microsystems coordination to obtain distributed microrobot systems, including hundreds or even thousands of micro-elements. These microelements have limited individual resources, but their collective use makes it possible to have systems capable of solving problems of great complexity. For this thesis, we propose positioning solutionsfor microsystems and microrobot systems communicating by contact. The Microrobots MEMS on which our work is focused are microsystems ranging in size from micrometre to millimeters, with very low computing capacity, storage, communicating by contact and whose communication is limited to elements in direct contact. In this work, we propose a modeling forthe positioning of microrobots MEMS. Based on this modeling, we proposed a sequential positioning algorithm for MEMS systems. It is a centralized sequential algorithm that deals with the mixed positioning (both relative and absolute) in 2D and3D without mobility and that also allows to determine the orientation of the microrobot MEMS. We then proposed a distributed positioning algorithm for ultradense MEMS systems. This distributed algorithm is based on the exchanges between the different microrobot MEMS to propagate the information used for the positioning.