Promain





Projet Promain

POLIT Olivier,  GALLIMARD Laurent, JOUANDEAU Nicolas, D'OTTAVIO Michele 
Projet Promain est un project collaboratif entre LEME de l’Université Université Paris Nanterre et LIASD de l’Université Paris 8, financé par l’Université Paris Lumière (UPL), dans l’axe thématique « Santé & Handicap ». 
 
Le projet «  ProMain  » concerne le développement d’une prothèse de main compacte, légère et directement connectée à l’avant-bras de la personne de manière non intrusive. Ainsi, des capteurs en surface de l’avant-bras et des muscles dorsaux seront positionnés afin de pouvoir piloter les mouvements de la main artificielle, à partir de l’activité électrique détectée au niveau des muscles de surface. Cette prothèse de main utilisera le principe de sous-actionnement mécanique pour développer une main robotique qui a des capacités de préhension similaires à la main humaine, tout en limitant le nombre d’actionneurs requis pour la commander. Cette main aura des dimensions semblables à la main humaine de manière à ce qu’elle soit fonctionnelle dans un milieu conçu pour les humains.

C’est un projet à contenu fortement pluridisciplinaire, nécessitant des compétences diverses que l’on peut résumer ci-dessous en deux groupes: 
  • Mécanique, modélisation, traitement du signal, méthodes numériques, couplage multi-champs (mécanique, électrique, ..), matériaux intelligents ou fontionnels (piezo-électrique, polymère électro-actif,...), calcul de structure.
  • Système expert, robotique, intelligence artificielle, système embarqué, problématique logiciel, informatique temps réel.
 
 
   

Thèses de doctorat

 
Ce projet est développé par deux travaux de thèse de doctorat au sein du LEME. Deux sujets de thèses ont été définis:
  • RUBIANO FONSECA Astrid
Traitement du signal et développement d'une intelligence artificielle pour le contrôle d'une prothèse de main émulée par un système embarqué.
  • RAMIREZ ARIAS José Luis
Conception et modélisation d'actionneurs simulant le fonctionnement de muscles artificiels permettant aux variables principales (longueur, vitesse, accélération) de reproduire le comportement de la chaine musculaire.
 

Stagiaires

  • Depuis 2014 le projet PROMAIN a bénéficié de la collaboration de nombreux stagiaires, ils sont 17 à ce jour (hors ostéobio) :
♦ 2014 - UP8 3 L3 (stage 6 s) - UPN 2 M2 (TER)
♦ 2015 - UP8 1 L3 (stage 6 s), 1 M1 (stage 10 s)  - UPN 1 M1 (stage 12 s), 3 M2 (TER) 
♦ 2016 - UPN 2 M2 (TER), 1 M2 (stage 12 s)
♦ 2017 - UPN 1 DUT GEII (stage 12 s)
♦ 2018 - UP6 2 M2 (stage 12s) - UPN 3 L3 (stage 4 s)
 
 
 
  • OZDEMIR Bahar
Titre du projet: Portage de module sous Fuerte vers Groovy
Date : 16 juin 2014 – 6 semaines
Résumé: étude de la portabilité de package des anciennes distributions ROS vers les versions plus récentes, et constitution d’un nouveau package du module «tum-simulator» compatible. Les étapes sont : développer l'ergonomie dans la version FUERTE,  repérer les changements entre FUERTE-GROOVY et FUERTE-HYDRO, définir les grandes lignes du portage et tester le module dans son nouvel environnement.- Lien
  • KHALED Belgacem
Titre du projet: Détection et reconnaissance de doigts par caméra « RGB-D » pour télé-opération gestuelle d’une main robotique
Date : 16 juin 2014 – 6 semaines
Résumé: développement d'un algorithme de reconnaissance d'un doigt au moyen d’une caméra Asus Xtion live pro. Initialement deux méthodes ont été évaluées pour la détection de la main sans considérer les doigts: seuil fixe et seuil automatique (en utilisant l’API d'OpenNI). Ensuite la reconnaissance des doigts est proposée au moyen de deux méthodes: Convexhul et Finger Tracker Library. Finalement une méthode a été évaluée pour la reconnaissance des lignes des doigts et du centre de la main dénommée RANSAC (RANdom SAmple Consensus). Toutes les méthodes ont été essayées pour différentes positions et orientations de la main.-Lien.
  • ABAK-KALI Nizar
Titre du projet: Développement de module de contrôle d’une main robot
Date : 16 juin 2014 – 6 semaines
Résumé: Développement d'un module de contrôle basé sur ROS (Robotics System Operation) pour commander deux types de servomoteurs (classique et série). Le module de contrôle a été mis en application au moyen de l'usage d'un système embarquée dénommé ARDUINO.- Lien

 
 

Rapport d'activités


Rapport d'activités 2014 -Lien

Rapport d'activités 2015 -Lien

Logiciel Kinematic


1. Help -Lien
2. MCRInstaller -Lien
3. Logiciel Kinematic -Lien

Vidéo


Lien YouTube

 
 

Publications


Patents:

1. A. Rubiano, J. L. Ramirez, L. Gallimard, O. Polit, and N. Jouandeau. Chaîne articulées comprenant un unique actionneur et ensemble de châines articulées associées, Jul. 2016.

2. A. Rubiano, J. L. Ramirez, L. Gallimard, O. Polit, and N. Jouandeau. Chaîne articulée pour une prothése robotique comprenant une jonction souple, Jun. 2016.

3. A. Rubiano, J. L. Ramirez, L. Gallimard, O. Polit, and N. Jouandeau. Capteur tactile capable de retranscrire le toucher, Jun. 2016.

In procedings:

1. J.L. Ramírez, A. Rubiano, N. Jouandeau, M.N. El Korso, L. Gallimard, and O. Polit. Hybrid kinematic model applied to the under-actuated robotic hand prosthesis ProMain-I and experimental evaluation. In 14th IEEE/RAS-EMBS Int. Conf. in reabilitation robotics (ICORR), pages 301-306, Singapore, Singapore, August 2015.

2. A. Rubiano, J.L. Ramírez, M.N. El Korso, N. Jouandeau, L. Gallimard, and O. Polit. Elbow fexion and extension identication using surface electromyography signals. In Springer, editor, 23th IEEE European Signal Processing. Conference (EUSIPCO), pages 649-653, Nice, France, September 2015.

Journals:

1. J. L. Ramirez, A. Rubiano, T.Wallmersperger, M. D'Ottavio, L. Gallimard, O. Polit, and N. Jouandeau. Requirements specification of artificial muscles for soft robotic hand. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, pages 1-9, Jul 2016. Manuscript submitted

2. A. Rubiano, J.L. Ramírez, M.N. El Korso, N. Jouandeau, L. Gallimard, and O. Polit. Features selection and classication to estimate elbow movements. In France IOP publishing, Paris, editor, Journal of Physics: Conference Series, pages 1-6, Cachan, France, May 2015.

Book chapters:

1. J. L. Ramirez, A. Rubiano, N. Jouandeau, L. Gallimard, and O. Polit. New Trends in Medical and Service Robots:  Human Centered Analysis, Control and Design, chapter Morphological optimization of prosthesis' finger for precision grasping, pages 249-263. Springer International Publishing, Jul 2016.

2. J. L. Ramirez, A. Rubiano, N. Jouandeau, L. Gallimard, and O. Polit. Smart structures and materials, chapter Artificial muscles design methodology applied to robotic fingers, pages 1-17. Springer, 2015.

Conferences:

1. J.L. Ramírez, A. Rubiano, L. Gallimard, M.N. El Korso, N. Jouandeau, and O. Polit. Modeling and validation test of  underactuated robotic fnger. In 7th ECCOMAS Conference on Smart Structures and Materials (SMART), pages 1-2, Ponta Delgada - Azores, Portugal, June 2015.

2. J.L. Ramírez, A. Rubiano, N. Jouandeau, O. Polit, and L. Gallimard. Morphological optimization of a soft fnger mechanism using a black box optimizer. In Design, Modelling and Experiments of Advanced Structures and Systems (DeMEASS VII), pages 1-2, Radebeul, Germany, October 2015. TU Dresden.

3. A. Rubiano, J. L. Ramirez, N. Jouandeau, M. N. El Korso, L. Gallimard, and O. Polit. Human upper limb motion estimation based on electromyography signals. In DeMEASS Design, Modelling and Experiments of Advanced Structures and Systems (DeMEASS VII), Radebeul, Germany, 2015.

4. A. Rubiano, J.L. Ramírez, N. Jouandeau, M.N. El Korso, L. Gallimard, and O. Polit. Control system based on the analysis of biological signals for an artifcial muscle applied to a hand prosthesis. In Design, Modelling and Experiments of Advanced Structures and Systems (DeMEASS VI), pages 1-2, Ede, Netherlands, May 2014. TU Delf.

5. A. Rubiano, J.L. Ramírez, M.N. El Korso, N. Jouandeau, P. Le Borgne, S. Longet, L. Gallimard, and O. Polit. Analysis of surface electromyography signals for controlling soft robotic hand prosthesis. In Journées Nationales de la Recherche en Robotique (JNRR), Cap-Hornu, France, October 2015. Poster session.

6. J.L. Ramírez, A. Rubiano, L. Gallimard, O. Polit, N. Jouandeau, S. Longet, and P. Le Borgne. Kinematic and dynamic of underactuated soft robotic hand prosthesis. In Journées Nationales de la Recherche en Robotique (JNRR), Cap-Hornu, France, October 2015. Poster session.

7. J.L. Ramírez, A. Rubiano, L. Gallimard, O. Polit, N. Jouandeau, S. Longet, and P. Le Borgne. Three fnger under-actuated hand prosthesis to be controlled using EMG signals and upper limb kinematic information. In Journées Nationales du GdR-Robotique, Paris, France, October 2014. Poster session.

8. A. Rubiano, J.L. Ramírez, O. Polit, L. Gallimard, N. Jouandeau, and M.N. El Korso. ProMain. In Robotique et Santé / GDR STIC-Santé, Paris, France, June 2015. Université Paris 6. 

Soutenance de thése:
  • Smart control of a soft robotic hand prosthesis - lien
  • Development of an artificial muscle for a soft robotic hand prosthesis- lien

Mis à jour le 24 avril 2018