Asservissement en effort pour des interactions avec des tissus mous et applications pour la compensation de moviments physiologiques
Auteur / Autrice : | Pedro Lopes da Frota Moreira |
Direction : | Philippe Poignet, Nabil Zemiti |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | SYAM - Systèmes Automatiques et Microélectroniques |
Date : | Soutenance le 13/12/2012 |
Etablissement(s) : | Montpellier 2 |
Ecole(s) doctorale(s) : | Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'informatique, de robotique et de micro-électronique (Montpellier ; 1992-....) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Philippe Poignet, Nabil Zemiti, Véronique Perdereau, Pierre Vieyres, Bernard Bayle, Chao Liu |
Rapporteurs / Rapporteuses : Véronique Perdereau, Pierre Vieyres |
Mots clés
Résumé
L'introduction de systèmes robotisés dans les salles opératoires a fait évoluer la chirurgie moderne, ouvrant aux chirurgiens de nouvelles possibilités. La présence de tels systèmes en salle opératoire croît chaque année. Les progrès des robots médicaux sont étroitement liés au développement de nouvelles techniques permettant de mieux contrôler les interactions entre la machine et les tissus biologiques. L'objectif principal de cette thèse est de proposer une commande en force basée sur un modèle, conçue pour améliorer la stabilité et la robustesse du contrôle en vue d'applications médicales. Une étude sur la modélisation des tissus mous ainsi que le choix d'un modèle compatible temps-réel sont présentés. Après cette analyse, le modèle de Kelvin Boltzmann a été choisi et implémenté dans le schéma de contrôle en force proposé, basé sur des observateurs actifs. La stabilité et la robustesse de la commande sont analysées en théorie et au travers d'expérimentations. Les performances de la commande en force sont également mesurées, en tenant compte des perturbations dues aux mouvements physiologiques. Finalement, afin d'améliorer la qualité du rejet des perturbations, une boucle de commande supplémentaire est ajoutée au moyen d'une estimation des perturbations basée sur le modèle de Kelvin Boltzmann et des séries de Fourier.