Prototypage d'un système des capteurs pour le positionnement d'un manipulateur déformable dans un contexte de chirurgie mini-invasive - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique
Mémoires D'étudiants -- Hal-Inria+ Année : 2023

Optical-based Soft Sensing for a soft manipulator end-effector positioning

Prototypage d'un système des capteurs pour le positionnement d'un manipulateur déformable dans un contexte de chirurgie mini-invasive

Résumé

This six-month research project was carried out at the University of Lille's INRIA center (DEFROST) and the PRISM laboratory, in the field of deformable and flexible robotics. The aim was to design and implement a deformation sensor system, enabling the precise position of a flexible manipulator's end-effector in the space. This project begins with a state of art on flexible strain sensors, identifying in particular soft flexible waveguide sensors based on light loss. Next, a flexible sensor system was designed and fabricated, using various manufacturing methods to obtain strain-sensitive sensors with a measurement range of 40% strain in mm. A sensor characterization platform, designed as part of this project, accurate and accessible to team members, including attachments, codes and open-source scripts. The platform is based on object-oriented programming, giving it a certain modularity. Prospects for this research include the use of a transimpedance circuit with a dual power supply system to extend the me
Ce projet de recherche de six mois a été réalisé au sein du centre INRIA de l'Université de Lille (DEFROST) et du laboratoire PRISM, dans le domaine de la robotique déformable et flexible. L'objectif est de concevoir et de mettre en œuvre un système de capteurs de déformation, permettant d'obtenir la position précise de l'effecteur d'un manipulateur souple dans l'espace. Il a commencé par un état de l’art sur les capteurs de déformation flexibles, en identifiant en particulier les capteurs à guide d'ondes flexibles basés sur la perte de lumière. Ensuite, un système de capteurs flexibles a été conçu et fabriqué, en utilisant diverses méthodes de fabrication pour obtenir des capteurs sensibles à la déformation avec une plage de mesure de 40 % de déformation en mm. Une plateforme de caractérisation des capteurs, conçue dans le cadre de ce projet, précise et accessible aux membres de l'équipe, comprenant des pièces d’attachement, des codes et des scripts open-source. Cette plateforme est basée sur une programmation orientée objet, ce qui lui donne une certaine modularité. Les perspectives de cette recherche comprennent l'utilisation d'un circuit de transimpédance avec un système d'alimentation double pour étendre la plage de mesure des capteurs au-delà des 40 % actuels. En outre, des efforts seront faits pour minimiser les dimensions des capteurs, ce qui favorisera leur intégration dans la structure du manipulateur. Diverses approches décrites dans l'état de l'art seront appliquées pour récupérer la position de l'effecteur du manipulateur, tandis qu'une interface utilisateur graphique (GUI) sera développée pour la plateforme d'essai. Ce projet de recherche contribue au domaine de la robotique souple en proposant une solution pour la localisation précise de l'effecteur d'un manipulateur souple. Il ouvre des opportunités pour des développements ultérieurs dans ce domaine en pleine expansion.
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Dates et versions

hal-04717551 , version 1 (02-10-2024)

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Identifiants

  • HAL Id : hal-04717551 , version 1

Citer

Yehya Sharif. Prototypage d'un système des capteurs pour le positionnement d'un manipulateur déformable dans un contexte de chirurgie mini-invasive. Automatique. 2023. ⟨hal-04717551⟩
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