Endoscopie Active en Environnement Fortement Contraint

Les endoscopes (appelés aussi boroscopes) sont des instruments fins et souples dotés d’une caméra à leur extrémité. Ils sont destinés à l’exploration des réseaux de canaux soit dans l’organisme, soit dans les machines, soit encore dans les réseaux de tuyauterie. Ces instruments ont généralement une tête orientable que l’on fléchit en tirant sur des câbles via des molettes à la poignée. Cependant, ces flexions distales ne sont pas toujours suffisantes pour franchir proprement les difficultés de navigation qui se situent notamment au niveau des embranchements entre canaux.

Problématique

Les endoscopes robotisés, qui font partie de la classe des Robots Continus (voir figure ci-dessous), permettent d’espérer des performances bien meilleures que les endoscopes classiques grâce à un surcroît de précision dans les flexions distales et grâce à la possibilité d’automatiser les mouvements. Cependant, leur exploitation dans les cas difficiles de navigation, en particulier les embranchements serrés, n’a jamais été formellement étudiée.  De plus, dans le domaine des RC, de nombreuses solutions technologiques existent pour miniaturiser fortement tout en augmentant le nombre de mouvements distaux commandables. Mais ces solutions avancées n’ont que rarement été appliquées à l’endoscopie.

Approche

Dans cette thèse, nous souhaitons concevoir un endoscope robotisé ainsi que son schéma de commande en focalisant sur le contexte particulier de la navigation dans les réseaux de canaux et en prenant en compte notamment les contraintes géométriques aux embranchements. L’étude débouchera sur une structure de robot optimisée du point de vue de la nature des actionneurs employés (on considèrera plusieurs possibilités d’hybridation des technologies existantes), du point de vue de la qualité de la transmission de mouvements depuis les actionneurs, avec en particulier un focus sur la stabilisation de la rotation axiale et, enfin, du point de vue de la commande en automatisant les mouvements par une approche basée asservissement visuel.

L’avènement des robots et des systèmes d’intelligence artificielle induit des transformations profondes dans nos sociétés. Les chercheuses et les chercheurs de l’ISIR contribuent à les anticiper en travaillant sur l’autonomie des machines et leur capacité à interagir avec les êtres humains.

Rassemblés en équipes pluridisciplinaires, les chercheuses et les chercheurs créent des drones, micro-pinces, prothèses bioniques, robots sociaux, bras chirurgicaux et toutes sortes de systèmes intelligents et interactifs, physiques, virtuels ou de réalité mixte. Leurs applications adressent des enjeux sociétaux majeurs : santé, industrie du futur, transports, et service à la personne.

Le ou la candidate doit avoir un intérêt marqué pour la recherche pratique et expérimentale (réalisation de proto, tests…). Il ou elle devra posséder des compétences théoriques significatives dans un ou plusieurs des domaines suivants : robotique, micro-technique, automatique, vision.