Équipe AVR - Automatique Vision et Robotique

Thèses et stages en cours

De Équipe AVR - Automatique Vision et Robotique
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Thèses

Devesh Adlakha

Globally optimal optimization in computer vision

  • Directeur de thèse: Michel de Mathelin
  • Financement: ICube/ANR SUMUM
  • Date de début: Janvier 2018


Rafael Aleluia Porto

Commande basée images d’endoscopes flexibles robotisés pour le positionnement d’instruments de diagnostic ou de thérapie

Problématique

L'objectif de cette thèse est de proposer des solutions robotiques pour le positionnement précis des instruments en endoscopie flexible. Plusieurs aspects peuvent être envisagés:

  • Le développement des boucles de commande en utilisant des images endoscopiques ou d'autres capteurs embarqués. Les mouvements physiologiques et le comportement des endoscopes flexibles devront être pris en compte: des méthodes d'intelligence artificielle telles que des approches d'apprentissage pourraient être utilisées pour obtenir des modèles in situ;
  • La coopération entre l'utilisateur et la partie autonome du système robotique en modes comanipulés ou télémanipulés. Dans ce cadre, on peut s'intéresser à l'analyse des effets des mouvements fournis par l'utilisateur sur le système et au type d'information qui peut être fournie à l'utilisateur pour l'aider à contrôler les degrés de liberté qu'il doit gérer;
  • Le développement des solutions mécatroniques permettant de faciliter la mise en œuvre de différentes solutions de commande.

ALI Nader Mahmoud

Ajeethan ARULRAJAH

Méthode de mesure mécanique in vivo innovantes par élastographie ultrasonore pour la chirurgie assistée par ordinateur

Problématique

Dans le cadre de cette thèse, nous proposons de développer des méthodes d'imagerie ultrasonore pour la caractérisation des propriétés mécaniques non-linéaires du tissu hépatique.


Maciej BEDNARCZYK

Commande avancée des robots collaboratifs en considérant un modèle dynamique de l’interaction homme-robot

Problématique

Cette thèse a pour objectif de développer des méthodes innovantes de commande pour la robotique collaborative, en considérant un modèle dynamique avancé de l’opérateur humain et de l’interaction homme-robot.


Jérémy BEGEY

Conception et commande d’un dispositif robotique multi-effecteurs pour la manipulation magnétique

  • Directeur de thèse : Pierre RENAUD
  • Co-directeur : Nicolas ANDREFF (MiNaRoB - FEMTO-ST - Besançon)
  • Financement : ANR Multiflag
  • Date de début : Octobre 2017

Problématique

Le but de ce projet de thèse est de développer un système robotique permettant de déplacer plusieurs sources de champ magnétique de manière simultanée, pour contrôler des micro-robots destinés à terme à des gestes biomédicaux in vivo.

Ce besoin n’a aujourd’hui aucune solution évidente, du fait des contraintes fortes qu’il introduit. En premier lieu, l’utilisation de champs magnétiques pour la commande suppose une connaissance fine des champs produits par les sources. Le système robotique ne doit pas perturber ces champs si l’on souhaite réaliser un contrôle fin de la nage des micro-robots. En deuxième lieu, le besoin est non pas de contrôler un effecteur comme en robotique conventionnelle, mais de contrôler la pose relative de plusieurs effecteurs, chacun associé à une source de champ. Réaliser ceci avec un niveau de compacité raisonnable semble très difficile. Enfin, le contexte in vivo introduit des contraintes de sécurité évidentes : le dispositif doit assurer un positionnement au plus près du corps humain pour augmenter l’efficacité du pilotage mais sans engendrer de risque pour l’homme. Exploiter des systèmes robotiques à câbles, en particulier les systèmes précontraints et les mécanismes de tenségrités, semble une approche particulièrement pertinente dans ce cadre.

BEN SALEM Mouna

CARAVACA MORA Oscar Mauricio

CEBULA Hélène

Lijia GAO

Distributed Endoscopy for Image-Guided Minimally Invasive Surgerys

Imane KHAYOUR

Actionnement et commande des robots parallèles à câbles

Problématique

La caractéristique flexible des câbles des robots parallèles à câbles suspendus (RPCS) introduit plusieurs problématiques, notamment en terme de précision et de temps de réponse. La commande des RPCS est très intéressante puisqu'il s'agit de systèmes complexes non linéaires. Elle devient essentielle pour bénéficier de tous les avantages qu'offrent les robots parallèles à câble sans avoir les problématiques liées à la flexibilité.

Dans le cadre du projet ANR DexterWide, dont ICube est un des partenaires, il est question d'investiguer de nouvelles technologies d'actionneurs embarqués pour les RPCS, tels les jets d'air.

La présente thèse a donc pour but de développer de nouvelles stratégies de commande, non linéaires et événementielles, pour ces robots parallèles à câble en prenant en compte les spécificités des actionneurs.

Kisoo KIM

Magnetic Resonance Elastography for thermal ablation in interventional radiology

  • Directeur de thèse : Afshin GANGI
  • Co-Directeur : Jonathan Vappou
  • Date de début : Octobre 2016

Résumé Interventional MR Elastography has been developed to monitor changes in biomechanical properties induced by thermal ablation. However, it still has several limitations to acquire higher temporal resolution and precise temperature monitoring. This Ph.D. thesis is focusing on the development of MR sequence and methodology to solve the current limitations.

Chinedu Innocent NWOYE

Quentin PEYRON

Contributing to the development of concentric tube robots with hybrid actuation


Chinmay SAMANT

Ultrasound Laparoscopic Guidance for Minimally Invasive Surgery, Biopsy, and Ablation Procedures

Antoine PFEIL

Conception de robots médicaux par fabrication additive : évaluation et application à l’imagerie interventionnelle

  • Directeur de thèse : Pierre RENAUD
  • Date de début : Avril 2017

Problématique


Le projet de thèse se situe dans le domaine de l’assistance aux gestes médico-chirurgicaux, et plus particulièrement de l’assistance à l’imagerie interventionnelle. Ces tâches médicales basées sur l’insertion d’aiguilles sont délicates en raison de la précision requise, de l’accessibilité généralement réduite dans l’imageur et de l’exposition à des rayons ionisants dans le cas de gestes sous rayons X. Pour proposer des solutions robotiques pertinentes, la fabrication additive de pièces multi-matières permet de réaliser des dispositifs compacts, légers et compatibles avec les imageurs, comme cela a été montré lors de travaux précédents (thèse Arnaud BRUYAS). On cherche dans ce travail de thèse à résoudre les verrous technologiques et scientifiques limitant encore aujourd’hui l’utilisation de la fabrication additive pour la production de dispositifs robotiques en contexte médical. Les volets suivants seront abordés au cours du doctorat : analyse du besoin, conception d'un système robotique avec actionnement déporté et transmission hydraulique, insertion robotisée d'aiguille avec actionneur produit par fabrication additive, évaluation avec les médecins.

Ce doctorat s'inscrit dans un projet plus large, le projet SPIRITS http://spirits.icube.unistra.fr/en/index.php/Main_Page


François SCHMITT

Perception et restitution de l'élasticité des tissus en chirurgie minimallement invasive

Problématique

Les méthodes de chirurgie minimallement invasives, et plus particulièrement la laparoscopie, emploie des outils allongés pour accéder à travers de fines incisions à l'intérieur du patient. Même si les gains pour le patient en termes de temps de récupération et de visibilité des cicatrices sont généralement reconnus, ils se font au dépit des conditions d'opération pour le praticien. En effet, l'ergonomie peu pratique des outils manuels ainsi que la charge cognitive nécessaire pour compenser les distorsions visuelles induites par la caméra et tactiles en raison de l'effet bras de levier sur les outils rendent la pratique de ce type de geste complexe et exténuante.

L'objectif de cette thèse est de proposer des nouveaux outils théoriques et pratique pour améliorer la perception des tissus manipulés, et ainsi potentiellement d'alléger la charge mental du praticien dans le cadre de la réalisation de gestes de chirurgie minimallement invasive, à l'aide d'assistants robotiques collaboratifs.

Vinkle Kumar SRIVASTAV

Thibault TRICART

Tong Nicolas YU