Conception et modélisation modulaire d'un robot bio-inspiré extensible pour l'accès aux tumeurs dans le cerveau

• Main Author: Alric, Matthieu
• Language: FRE
• Published: Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II 2009
• Subjects: [SPI:AUTO] Engineering Sciences/Automatic; Neurochirurgie; Cerveau; Tumeur; Robot de déploiement; Modélisation; Concept continu bio-inspiré en " trompe d'éléphant "; Stratégie de déploiement; " IHM "; Démonstrateur; Efforts de pénétration
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00724718; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/72/47/18/PDF/2009CLF21985.pdf

Intégrés dans un projet de développement d'un système multit-robots de neurochirurgie mini-invasive pour l'ablation de tumeurs, ces travaux ont pour objectif la conception et modélisation d'un robot déployable dans le cerveau, selon des trajectoires curvilignes, sans espace libre autour de sa structure et sans guide naturel pour aider à sa progression. Après définition de la tâche de déploiement, un état de l'art recense un large panel de concepts et une évaluation sélectionne un concept continu bio-inspiré des trompes d'éléphant. La solution modulaire du robot est définie et modélisée géométriquement en associant une chaîne cinématique aux mobilités continues du robot. Une statégie de déploiement, reposant sur une succession ordonnée d'extensions/rétractions locales pour une élongation itérative du robot est formalisée pour le cas générique à N modules, puis validée par des plans de simulations de robots ayant 1 à 3 modules (erreur de suivi inférieure à un mm). Sur un modèle d'étude de gels d'agar (texture proche du cerveau), les efforts de pénétration du robot dans le cerveau sont estimés, puis la conception CAO et la programmation d'un démonstrateur à ressorts sont réalisées. Une interface homme/machine, simulant et commandant le robot, est programmée et des tests sont effectués pour valider certains aspects du déploiement. Un deuxième démonstrateur actionné pneumatiquement est à finaliser pour procéder à une étude comparative des deux prototypes. Même si des perspectives d'amélioration restent à explorer, les résultats obtenus sont encourageants. Un travail collaboratif entre spécialistes de différents domaines devrait conduire à l'optimisation de ce robot de déploiement.