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"Des humanoïdes aux dispositifs d'assistance: Conception mécatronique, actionneurs électriques et hydrauliques" par Samer Alfayad

Discipline : Génie informatique, automatique et traitement du signal

Résumé 
Ce travail d’HDR vise à contribuer à améliorer notre vison de la conception mécatronique dans le développement de dispositifs robotiques d'assistance les mieux adaptés aux besoins des utilisateurs.
Pour relever ce défi, le travail présenté a porté sur trois axes de recherche :
Le développement du robot humanoïde HYDROïD actionné hydrauliquement. L’objectif était de proposer une solution innovante afin d'éliminer toutes les alimentations hydrauliques externes et de les remplacer par des passages hydrauliques intégrés. Ceci conduit à une solution originale dans laquelle les « artères » et les « veines » ont été construites à l'intérieur du corps de HYDROïD pour transporter le fluide hydraulique transmetteur de puissance comme du sang dans le corps humain. Une nouvelle méthode d'actionnement hydraulique intégrée a été également proposée et mise en oeuvre sur le robot HYDROïD.
Dans ce but, deux nouveaux Actionneurs Electro-hydrauliques intégrés ont été proposés.
Le développement mécatronique d’un robot composé d’une plateforme mobile à base demultidirectionnel omni-Wheel’. ii) Un bras articulé à six degrés de liberté, modulaire, interchangeable, ,reconfigurable. Ce robot a été conçu par l’équipe ‘Paris-Saclay team’ pour la participation au concours robotique international MBZIRC 2017.
Le développement d’un exosquelette (SOL0.1) pour la rééducation personnalisée des membres inférieurs d’un adolescent qui a subi des lésions de la moelle épinière. Cet exosquelette actionné électriquement est facilement reconfigurable, ajustable et adaptable à la croissance de l’adolescent.

Abstract
This work aims to help us to improve our vision of mechatronics design. This will allow the development of robotic assistive devices better suited to the user needs. To meet this challenge, the research carried out in this work focused on three research areas:
The development of HYDROïD, a hydraulically actuated humanoid robot. The goal was to propose an innovative solution in order to eliminate all external pipes and replace them with integrated hydraulic passages. This leads to an original solution where “arteries” and “veins” were built inside the HYDROïD body to drive hydraulic fluid like blood in human body. A new “integrated hydraulic actuation” method was
proposed and implemented on HYDROïD robot. Two integrated electrohydraulic actuators were also proposed.
The mechatronics development of a robot made up of a mobile platform based on multidirectional Omni-wheel'. ii) An articulated robot arm with six degrees of freedom, modular, interchangeable, reconfigurable. This robot was designed by 'Paris-Saclay’ team for participating to the international robotic competition MBZIRC 2017.
The development of an exoskeleton (SOL0.1) for the personalized rehabilitation of the lower limbof an adolescent suffering from spinal cord injuries. This electrically actuated exoskeleton is easily re-sizable, adjustable and adaptable to the growth of its user.
Informations complémentaires
Olivier STASSE Directeur de Recherche CNRS LAAS Toulouse - Rapporteur
Stéphane RÉGNIER Professeur UPMC - Rapporteur
Abderrahmane KHEDDAR Directeur de recherche CNRS AIST-LIRMM Tsukuba-Montpellier - Rapporteur
Yacine CHITOUR Professeur Université Paris-Sud Tuteur
Féthi BEN OUEZDOU Professeur UVSQ
Jean-Paul LAUMOND Directeur de Recherche CNRS LAAS Toulouse
Oussama KHATIB Professeur Stanford University (USA)
Darwin Caldwell Professeur Italian Institute of Technology
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