Retour fondé sur l'optimisation en commande partagée haptique pour la robotique à petite échelle

Les robots téléopérés interviennent de plus en plus là où les opérateurs ne peuvent ni les percevoir directement, ni les commander intuitivement, comme les cathéters robotisés ou les microrobots magnétiques. La commande partagée permet à un contrôleur autonome d'assister l'opérateur, mais ses corrections restent invisibles tant qu'elles ne lui sont pas renvoyées. Cette thèse étudie comment un contrôleur fondé sur l'optimisation peut agir pour le compte de l'opérateur, tout en lui laissant la maîtrise de la tâche et la compréhension du système par le toucher. Dans un premier temps, des stratégies de retour haptique et de commande partagée sont évaluées pour deux cathéters robotisés, montrant que faciliter la commande d'un instrument et informer l'opérateur à son sujet sont deux besoins complémentaires. Ensuite, un paradigme d'optimisation sous contrainte est développé pour la télémanipulation de microrobots magnétiques, dans lequel un retour haptique traduit à l'opérateur les corrections du contrôleur. Enfin, ces idées sont généralisées en outils indépendants de la plateforme : une approche de conception des contraintes permet d'éliminer de manière prouvée les contraintes redondantes, et les multiplicateurs de Lagrange de la solution optimale permettent la restitution de chaque contrainte par des canaux sensoriels distincts. Le problème d'optimisation qui garantit la sécurité du système peut ainsi également expliquer à l'opérateur les actions du contrôleur.