OFFRE DE THESE (H/F): Etude biomécanique de l’interaction humain-humain lors d’un transfert d’objets

Sujet de thèse :
1. Contexte et objectifs
Afin d’assurer la plupart des tâches complexes de la robotique du futur, une interaction physique entre l'humain et le robot en continu, appelée couramment pHRI (physical Human-Robot Interaction) [1], [2] s’avère nécessaire. Ce type de robotique peut concerner la co-manipulation d'objets entre l’humain et le robot [3], [4], la robotique d'assistance et de rééducation [5], la robotique d'apprentissage en ligne à partir du geste humain [6] ou les exosquelettes actifs [7]. Ainsi, l’objectif de la thèse consiste à comprendre les stratégies de collaboration humain-humain afin de développer par la suite une stratégie collaborative robotique cohérente.
Effectivement, lorsque l’on cherche à générer des tâches de co-manipulation d’objet entre un humain et un robot de manière à la fois sécurisée et efficace, une voie prometteuse est de s’inspirer des stratégies de coordination entre humains et de les appliquer dans un contexte collaboratif humain-robot. On fait l’hypothèse ici, que la coordination humain-robot sera meilleure grâce à la prise en compte des techniques de collaboration entre humains, qui semblent fluides et intuitives [8].
Le caractère original de cette thèse réside dans le fait d’étudier la stratégie de coordination humain-humain en vue de l’adapter à la commande robotique. Il y a là un challenge majeur en matière d’expérimentations puis de simulations qui devraient permettre d’améliorer la commande et d’anticiper le comportement des robots collaboratifs en les rendant plus proactifs [9] lors de la collaboration.
Cette thèse bénéficie d’un financement de l’Agence Nationale de la Recherche (projet CALL : Cobotic AppLication for handover and Load transport). Elle s'inscrit ainsi dans le cadre des activités de biomécanique de l’équipe Gepetto du LAAS-CNRS. De nature interdisciplinaire, elle sera réalisée étroitement en lien avec des chercheurs en robotique collaborative (cobotique), en vision et sciences des données. A terme, le projet contribuera à améliorer le transfert d’un objet puis sa co-manipulation avec un système robotique.
2. Étapes de la thèse
Pour atteindre les objectifs présentés ci-dessus, la thèse proposée devra assurer au moins les étapes suivantes :
a. Etat de l’art des travaux de l’interaction physique humain-humain en général et particulièrement ceux visant à des stratégies de commande robotique collaborative bio-inspirée
b. Mise en place d’expérimentations biomécaniques humain-humain de transfert et de co-manipulation de charges
c. Étude et extraction d’informations de coordination humain-humain
d. Simulation du comportement humain
3. Bibliographie
[1] A. De Santis, B. Siciliano, A. De Luca, et A. Bicchi, « An atlas of physical human – robot interaction », Mechanism and Machine Theory, vol. 43, p. 253 270, 2008, doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2007.03.003.
[2] B. Navarro, A. Fonte, P. Fraisse, G. Poisson, et A. Cherubini, « In Purs
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