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Robotics in the ISIR laboratory

This third part of a report on research at the Institute of Intelligent Systems and Robotics (ISIR) deals with robotics for medicine and biology, and swarm robotics.

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Robots mobiles lors d'une expérience de robotique en essaim. Durant une tâche de phototaxie, ces robots doivent s’agréger dans la zone lumineuse. En cas de collision, ils sont programmés pour faire face à l’obstacle ou s’aligner. Ces deux règles simples leur permettent de réussir une tâche complexe : ils évitent les murs et les autres robots grâce au comportement d’alignement et, une fois dans la zone lumineuse, ils s'arrêtent en faisant face aux autres robots. Il n’y a donc pas besoin de…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Opérateur déterminant la raideur d’échantillons cachés derrière un rideau, aidé par un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. La cœlioscopie permet d’intervenir sur les organes de l’abdomen sans ouvrir la paroi abdominale, en insérant une caméra et des instruments chirurgicaux via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications mais nécessite une grande maîtrise technique de la part du chirurgien, qui doit notamment pallier les distorsions haptiques (perte du toucher et…

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Test d’un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Opérateur déterminant la raideur d’échantillons cachés derrière un rideau, aidé par un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. La cœlioscopie permet d’intervenir sur les organes de l’abdomen sans ouvrir la paroi abdominale, en insérant une caméra et des instruments chirurgicaux via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications mais nécessite une grande maîtrise technique de la part du chirurgien, qui doit notamment pallier les distorsions haptiques (perte du toucher et…

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Test d’un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Bracelet muni d’un effecteur permettant de retranscrire l'effort appliqué sur les tissus durant une opération de chirurgie cœlioscopique. La cœlioscopie permet d’intervenir sur les organes de l’abdomen sans ouvrir la paroi abdominale, en insérant une caméra et des instruments chirurgicaux via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications mais nécessite une grande maîtrise technique de la part du chirurgien, qui doit notamment pallier les distorsions haptiques (perte du toucher et…

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Bracelet retranscrivant l'effort appliqué sur les tissus durant la cœlioscopie
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Opérateur déterminant la raideur d’échantillons cachés derrière un rideau, aidé par un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. La cœlioscopie permet d’intervenir sur les organes de l’abdomen sans ouvrir la paroi abdominale, en insérant une caméra et des instruments chirurgicaux via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications mais nécessite une grande maîtrise technique de la part du chirurgien, qui doit notamment pallier les distorsions haptiques (perte du toucher et…

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Test d’un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Opérateur déterminant la raideur d’échantillons cachés derrière un rideau, aidé par un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. La cœlioscopie permet d’intervenir sur les organes de l’abdomen sans ouvrir la paroi abdominale, en insérant une caméra et des instruments chirurgicaux via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications mais nécessite une grande maîtrise technique de la part du chirurgien, qui doit notamment pallier les distorsions haptiques (perte du toucher et…

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Test d’un robot d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Test d’un capteur de force actif constitué d’un laser couplé à un microsystème électromécanique (MEMS), utilisé pour mesurer la raideur de cellules biologiques. Il mesure la raideur d’un échantillon en se basant sur la force appliquée sur ce dernier, qui est elle-même reconstruite à partir de la tension électrique ayant permis la régulation de la position de la sonde capteur mesurée avec le laser. L’avantage du laser est d’obtenir une mesure extrêmement précise (de résolution nanométrique) sans…

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Test d’un capteur de force actif destiné à mesurer la raideur de cellules biologiques
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Mesure de la raideur d'un objet en PDMS (un polymère) lors du test d'un capteur de force actif destiné à mesurer la raideur de cellules biologiques. Ce capteur est de type MEMS (Microsystème électromécanique). Il permet de réaliser des mesures de forces par compensation grâce à une boucle de régulation. La mesure de la position de la sonde du capteur est effectuée avec un laser. Un des avantages d’une mesure active est la possibilité d’adapter l’impédance du capteur par rapport à celle de l…

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Test d’un capteur de force actif destiné à mesurer la raideur de cellules biologiques
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Objets en PDMS, un polymère utilisé lors du test d’un capteur de force actif capable de mesurer, par un principe de régulation, la raideur de cellules biologiques. Ces échantillons de PDMS ont des raideurs différentes. Le capteur mesure la raideur d’un échantillon en se basant sur la force appliquée sur ce dernier, qui est elle-même reconstruite à partir de la tension électrique ayant permis la régulation de la position de la sonde capteur mesurée avec le laser. L’avantage du laser est d…

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Test d’un capteur de force actif destiné à mesurer la raideur de cellules biologiques
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Robots au comportement aléatoire dans une arène. Ils sont utilisés comme modèles en physique de la matière active dans le cadre de l’ANR Morpho-functional swarm robotics (MSR). Ce domaine étudie les organisations macroscopiques sur la base d’interactions microscopiques entre des particules en mouvement, comme les trajectoires des bactéries qui s’alignent à cause de leur forme, sans décision logique de leur part. De même, ces robots sont programmés pour aller tout droit mais développent des…

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Robots au comportement aléatoire dans une arène
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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim. Ces robots simples, qui avancent en ligne droite et ne communiquent qu’avec leurs voisins, doivent s’agréger dans la zone lumineuse. Le processus d’auto-organisation leur permet de réaliser une tâche complexe à partir de règles locales simples, la somme des décisions individuelles développant un comportement organisé à l’échelle du groupe sans avoir recours à un contrôleur global. Ces robots sont utilisés pour tester et améliorer…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim. Ces robots simples, qui avancent en ligne droite et ne communiquent qu’avec leurs voisins, doivent s’agréger dans la zone lumineuse. Le processus d’auto-organisation leur permet de réaliser une tâche complexe à partir de règles locales simples, la somme des décisions individuelles développant un comportement organisé à l’échelle du groupe sans avoir recours à un contrôleur global. Ces robots sont utilisés pour tester et améliorer…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Enregistrement d’une tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim. Ces robots simples, qui avancent en ligne droite et ne communiquent qu’avec leurs voisins, doivent s’agréger dans la zone lumineuse. Le processus d’auto-organisation leur permet de réaliser une tâche complexe à partir de règles locales simples, la somme des décisions individuelles développant un comportement organisé à l’échelle du groupe sans avoir recours à un contrôleur global. Ces robots sont utilisés…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Robots mobiles durant une expérience de robotique en essaim comprenant une tâche de phototaxie. Ces robots simples, qui avancent en ligne droite et ne communiquent qu’avec leurs voisins, doivent s’agréger dans la zone lumineuse. Le processus d’auto-organisation leur permet de réaliser une tâche complexe à partir de règles locales simples, la somme des décisions individuelles développant un comportement organisé à l’échelle du groupe sans avoir recours à un contrôleur global. Ces robots sont…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Robots au comportement aléatoire dans une arène. Ils sont utilisés comme modèles en physique de la matière active dans le cadre de l’ANR Morpho-functional swarm robotics (MSR). Ce domaine étudie les organisations macroscopiques sur la base d’interactions microscopiques entre des particules en mouvement, comme les trajectoires des bactéries qui s’alignent à cause de leur forme, sans décision logique de leur part. De même, ces robots sont programmés pour aller tout droit mais développent des…

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Robots au comportement aléatoire dans une arène
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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim. Les robots doivent s’agréger dans la zone lumineuse. En cas de collision, ils sont programmés pour faire face à l’obstacle ou s’aligner. Ces deux règles simples leur permettent de réussir une tâche complexe : ils évitent les murs et les autres robots grâce au comportement d’alignement et, une fois dans la zone lumineuse, ils s'arrêtent en faisant face aux autres robots. Il n’y a donc pas besoin de programmer un comportement d…

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Tâche de phototaxie durant une expérience de robotique en essaim
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Simulation du perçage d’un pédicule pour placer une vis avec un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale. Un bras est muni d’une sonde pédiculaire développée par la société SpineGuard qui interprète la conductivité électrique des tissus durant le perçage. Elle envoie un signal en cas de contact avec le liquide cérébro-spinal (très conducteur) et alerte l’opérateur de l’imminence d’une brèche dans le canal vertébral. L’autre bras muni d’un endoscope offre un retour visuel. A l…

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Test d'un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale
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Simulation du perçage d’un pédicule pour placer une vis avec un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale. Un bras est muni d’une sonde pédiculaire développée par la société SpineGuard qui interprète la conductivité électrique des tissus durant le perçage. Elle envoie un signal en cas de contact avec le liquide cérébro-spinal (très conducteur) et alerte l’opérateur de l’imminence d’une brèche dans le canal vertébral. L’autre bras muni d’un endoscope offre un retour visuel. A l…

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Test d'un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale
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Simulation du perçage d’un pédicule pour placer une vis avec un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale. Un bras est muni d’une sonde pédiculaire développée par la société SpineGuard qui interprète la conductivité électrique des tissus durant le perçage. Elle envoie un signal en cas de contact avec le liquide cérébro-spinal (très conducteur) et alerte l’opérateur de l’imminence d’une brèche dans le canal vertébral. L’autre bras muni d’un endoscope offre un retour visuel. A l…

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Test d'un robot d’assistance à la chirurgie de la colonne vertébrale
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Sonde pédiculaire d’un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux. Cette sonde développée par la société SpineGuard est équipée d’un capteur DSG (dynamic surgical guidance) qui détecte la conductivité électrique des tissus. Des algorithmes d'interprétation des données en déduisent la nature du tissu et envoient un signal d’alerte si une brèche osseuse, source de complications pour le patient, est imminente. A l’heure actuelle, les robots chirurgicaux semi-autonomes visent…

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Sonde pédiculaire d’un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux
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Sonde pédiculaire d’un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux. Cette sonde développée par la société SpineGuard est équipée d’un capteur DSG (dynamic surgical guidance) qui détecte la conductivité électrique des tissus. Des algorithmes d'interprétation des données en déduisent la nature du tissu et envoient un signal d’alerte si une brèche osseuse, source de complications pour le patient, est imminente. A l’heure actuelle, les robots chirurgicaux semi-autonomes visent…

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Sonde pédiculaire d’un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux

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CNRS Images,

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