Projet HANDLE

Institut des Systèmes Intelligents et de Robotique (ISIR)

PARIS CEDEX 05

Les chercheuses et les chercheurs de l’ISIR contribuent à anticiper les transformations profondes de nos sociétés induites par l’avènement des robots et des systèmes d’intelligence artificielle. Ils travaillent sur l’autonomie des machines et leur capacité à interagir avec les êtres humains. Rassemblés en équipes pluridisciplinaires, ils créent toutes sortes de systèmes intelligents et interactifs, physiques, virtuels ou de réalité mixte. Leurs applications répondent à des enjeux sociétaux majeurs : santé, industrie du futur, transports, et service à la personne.

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Ouverture d’un dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project), une plateforme matérielle et logicielle permettant de communiquer de manière simplifiée avec une personne sourdaveugle. Ce dispositif haptique mobile transmet un message saisi dans une application, en le traduisant en langage tactile (langue dont les signes correspondent à des sensations sur la face interne de la main du destinataire). Pour cela, 24 actionneurs développés spécialement pour la communication tactile sont…

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Dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project)
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Installation d’un échantillon dans le boîtier laser d’une station de pinces optiques. Ce dispositif permet de manipuler des objets de taille micrométrique sans contact, grâce à la force résultant de la réfraction d’un faisceau laser. C’est le principe du piège optique. La télé-opération est utilisée pour des échantillons biologiques devant être confinés (cellules cancéreuses, bactéries, parasites, etc.). Sur cette station, le retour visuel est complété par un retour de force en temps réel,…

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Installation d’un échantillon dans le boîtier laser d’une station de pinces optiques
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Robot micro-positionneur muni d’une micropince pilotée à l’aide d’une pince brucelles instrumentée (à l’arrière-plan). Cet outil, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et Percipio Robotics, facilite les manipulations fines et les micromanipulations. La micropince est pilotable en position et en état (ouverture et fermeture). Pour obtenir la position et l’orientation de l’outil, la pince brucelles est munie de marqueurs passifs dont les mouvements sont…

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Manipulation d’une pince brucelles instrumentée
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Réglage d’un capteur actif par actionnement magnétique, utilisé pour caractériser les phénomènes physiques dans des zones instables. Il permet de réaliser des captures de force sur une gamme allant de plusieurs centaines de micronewtons à quelques newtons, de manière active. Sa particularité, par rapport à un capteur passif, est son actionneur qui contrôle la position de la sonde à une valeur fixe lorsqu’une force externe est appliquée. Ce capteur, aujourd’hui à l’étape de la preuve de concept,…

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Réglage d’un capteur actif par actionnement magnétique
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Insertion d’un porte-échantillon contenant un robot nageur dans une plateforme de microrobotique mobile permettant de contrôler la trajectoire de micronageurs par actionnement magnétique. Le dispositif possède deux caméras qui permettent un retour visuel, via la reconstruction 3D d’environnement, pour détecter la position du nageur et contrôler sa trajectoire. A l’heure actuelle, le contrôle hors plan est à l’étape de la preuve de concept et les nageurs sont encore de taille centimétrique. Leur…

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Insertion d’un porte-échantillon contenant un robot nageur
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Ouverture d’un dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project), une plateforme matérielle et logicielle permettant de communiquer de manière simplifiée avec une personne sourdaveugle. Ce dispositif haptique mobile transmet un message saisi dans une application, en le traduisant en langage tactile (langue dont les signes correspondent à des sensations sur la face interne de la main du destinataire). Pour cela, 24 actionneurs développés spécialement pour la communication tactile sont…

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Dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project)
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Installation d’un échantillon dans le boîtier laser d’une station de pinces optiques. Ce dispositif permet de manipuler des objets de taille micrométrique sans contact, grâce à la force résultant de la réfraction d’un faisceau laser. C’est le principe du piège optique. La télé-opération est utilisée pour des échantillons biologiques devant être confinés (cellules cancéreuses, bactéries, parasites, etc.). Sur cette station, le retour visuel est complété par un retour de force en temps réel,…

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Installation d’un échantillon dans le boîtier laser d’une station de pinces optiques
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Robot micro-positionneur muni d’une micropince pilotée à l’aide d’une pince brucelles instrumentée (à l’arrière-plan). Cet outil, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et Percipio Robotics, facilite les manipulations fines et les micromanipulations. La micropince est pilotable en position et en état (ouverture et fermeture). Pour obtenir la position et l’orientation de l’outil, la pince brucelles est munie de marqueurs passifs dont les mouvements sont…

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Manipulation d’une pince brucelles instrumentée
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Installation d’une plateforme dans un microscope électronique à balayage (MEB), où elle remplace le porte-échantillon et permet d’utiliser une sonde de microscopie à force atomique (AFM). A la différence du MEB, qui réalise une topographie de la surface de l’objet grâce à un faisceau d’électrons, l’AFM balaye sa surface à l’aide d’une sonde. Lors de l’analyse AFM, ce robot gagne des degrés de liberté en translation-rotation grâce à une plateforme pivotante pour installer l’échantillon et à un…

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Installation d’une plateforme robotique avec pointe AFM dans un MEB
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Actionneurs du dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project), une plateforme matérielle et logicielle permettant de communiquer de manière simplifiée avec une personne sourdaveugle. Ce dispositif haptique mobile transmet un message saisi dans une application, en le traduisant en langage tactile (langue dont les signes correspondent à des sensations sur la face interne de la main du destinataire). Pour cela, 24 actionneurs développés spécialement pour la communication tactile sont…

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Dispositif HaptiComm (Deafblind Haptic Communicator project)
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Positionnement automatique d’une mini-caméra utilisée par un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. Cette technique permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications pour le patient mais comporte des spécificités pour le chirurgien, notamment pour la gestion de la caméra. Lors d…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome, une tumeur de l’oreille moyenne, sur un fantôme anatomique. Un mini-robot de type endoscope actif (en noir) possède deux mobilités adaptées à ce type de chirurgie. Il est situé à l’extrémité d’un bras porteur (non visible) et l’opérateur le manipule via un joystick de téléopération. C’est l’une des deux manières d’utiliser le système. Par rapport à une opération réalisée à la main, ce système pour la…

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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome
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Marqueurs réfléchissants posés sur l'épaule d'une personne pour mesurer les mouvements de son corps, lors d'une étude de l'influence du sens de toucher dans le maintien de l'équilibre. La personne se tient debout sur une plateforme qui mesure les variations de son équilibre, et tient une poignée fixe sans exercer de force. Les mouvements sont enregistrés par un système de capture de mouvement, à l’aide de caméras et de réflecteurs positionnés sur les principales articulations de son corps. A…

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Réflecteurs pour une étude de l’influence du sens du toucher léger dans le maintien de l’équilibre
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Test d’une pince laparoscopique utilisée par un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. Cette technique, aussi appelée laparoscopie, permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Ce système robotisé vise à améliorer le confort, l’autonomie et la précision du chirurgien lors des procédures. Grâce à la réalité…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Etude de l’influence du sens du toucher léger dans le maintien de l’équilibre. Une personne se tient debout sur une plateforme qui mesure les variations de son équilibre, et tient une poignée fixe sans exercer de force. Les mouvements sont enregistrés par un système de capture de mouvement, à l’aide de caméras et de réflecteurs positionnés sur les principales articulations de son corps. A terme, cette étude pourrait soulager les personnes souffrant de troubles de l’équilibre, grâce à une canne…

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Etude de l’influence du sens du toucher léger dans le maintien de l’équilibre
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Prototype de robot médical pour le perçage chirurgical automatisé de vertèbre, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et la société SpineGuard. Il est muni d’un foret "intelligent" équipé d’un capteur DSG (Dynamic surgical guidance) qui mesure la conductivité électrique des tissus à sa pointe. A partir de cette information, des algorithmes d'interprétation des données permettent de déduire la nature du tissu et d’envoyer un signal d’alerte si une brèche…

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Prototype de robot médical pour le perçage chirurgical automatisé de vertèbre
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Contrôle de la caméra d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique, grâce à un joystick. Cette technique permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications pour le patient mais comporte des spécificités pour le chirurgien : distorsion haptique (du sens du toucher), ergonomie, poids et…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Pointe du foret "intelligent" attaché à un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et la société SpineGuard. Ce foret est équipé d’un capteur DSG (Dynamic surgical guidance) qui détecte la conductivité électrique des tissus atteints. A partir de cette information, des algorithmes d'interprétation des données permettent de déduire la nature du tissu et d’envoyer un signal d’alerte si une brèche…

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Pointe du foret "intelligent" attaché à un prototype de robot médical
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Validation expérimentale d’une loi de commande dite CCC (Compensation Cancellation Control) pour le pilotage d'une prothèse robotique de poignet avec une personne non amputée équipée à l'aide d'une orthèse, réalisant une épreuve du Cybathlon. Cette compétition destinée aux athlètes handicapés autorise l’utilisation de technologies d’assistance bionique. La prothèse n'est ici pas directement pilotée par le sujet mais cherche de façon autonome à annuler les mouvements de compensation du sujet…

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Validation d’une loi de commande CCC pour le pilotage d'une prothèse robotique
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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. Cette technique permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications pour le patient mais comporte des spécificités pour le chirurgien : distorsion haptique (du sens du toucher), ergonomie, poids et encombrement des instruments, gestion…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome, une tumeur de l’oreille moyenne, sur un fantôme anatomique. A l’extrémité du bras porteur, un mini-robot de type endoscope actif possède deux mobilités adaptées à ce type de chirurgie. Sur cette image, l’opérateur a délaissé le joystick de téléopération (en gris) au profit de la comanipulation. Par rapport à une opération réalisée à la main, ce système pour la chirurgie ORL améliore la précision et la…

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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome
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Foret "intelligent" attaché à un robot de perçage automatisé pour le placement d'implants osseux, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et la société SpineGuard. Ce foret est équipé d’un capteur DSG (Dynamic surgical guidance) qui détecte la conductivité électrique des tissus atteints. A partir de cette information, des algorithmes d'interprétation des données permettent de déduire la nature du tissu et d’envoyer un signal d’alerte si une brèche osseuse,…

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Foret "intelligent" attaché à un prototype de robot médical
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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. Cette technique permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications pour le patient mais comporte des spécificités pour le chirurgien : distorsion haptique (du sens du toucher), ergonomie, poids et encombrement des instruments, gestion…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
20200021_0009
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Validation expérimentale d’une loi de commande dite CCC (Compensation Cancellation Control) pour le pilotage d'une prothèse robotique de poignet avec une personne non amputée équipée à l'aide d'une orthèse, réalisant une épreuve du Cybathlon. Cette compétition destinée aux athlètes handicapés autorise l’utilisation de technologies d’assistance bionique. La prothèse n'est ici pas directement pilotée par le sujet mais cherche de façon autonome à annuler les mouvements de compensation du sujet…

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Validation d’une loi de commande CCC pour le pilotage d'une prothèse robotique
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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique. Cette technique permet d’observer l’intérieur de la cavité abdominale et d’intervenir sur les organes, grâce à des instruments (caméra et instruments chirurgicaux) insérés dans la paroi abdominale via de petites incisions. Elle réduit le risque de complications pour le patient mais comporte des spécificités pour le chirurgien : distorsion haptique (du sens du toucher), ergonomie, poids et encombrement des instruments, gestion…

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Test d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie cœlioscopique
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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome, une tumeur de l’oreille moyenne, sur un fantôme anatomique. A l’extrémité du bras porteur, un mini-robot de type endoscope actif possède deux mobilités adaptées à ce type de chirurgie. Sur cette photo, l’opérateur saisit directement le robot pour tester la comanipulation, l’une des deux manières d’utiliser le système. Par rapport à une opération réalisée à la main, ce système pour la chirurgie ORL améliore…

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Test de manipulation d’un système robotisé d’assistance à la chirurgie du cholestéatome
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Open media modal

Prototype de robot médical pour le perçage chirurgical automatisé de vertèbre, développé par l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR) et la société SpineGuard. Il est muni d’un foret "intelligent" équipé d’un capteur DSG (Dynamic surgical guidance) qui mesure la conductivité électrique des tissus à sa pointe. A partir de cette information, des algorithmes d'interprétation des données permettent de déduire la nature du tissu et d’envoyer un signal d’alerte si une brèche…

Photo
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Prototype de robot médical pour le perçage chirurgical automatisé de vertèbre
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Validation expérimentale d’une loi de commande dite CCC (Compensation Cancellation Control) pour le pilotage d'une prothèse robotique de poignet avec une personne non amputée équipée à l'aide d'une orthèse, réalisant une épreuve du Cybathlon. Cette compétition destinée aux athlètes handicapés autorise l’utilisation de technologies d’assistance bionique. La prothèse n'est ici pas directement pilotée par le sujet mais cherche de façon autonome à annuler les mouvements de compensation du sujet…

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Validation d’une loi de commande CCC pour le pilotage d'une prothèse robotique
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Uniquement disponible pour exploitation non commerciale

Le 'Cybathlon' est une compétition pour personnes en situation de handicap équipées de technologies actives et robotiques qui a lieu tous les quatre ans en Suisse. Suivez la préparation de Christophe Huchet, ancien sportif paralympique à la tête de la délégation française, qui sera équipé d'une prothèse du bras motorisée spécialement conçue pour lui.

Vidéo
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Cybathlon, championnat pour sportifs augmentés
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Portrait de Nathanaël Jarrassé, lauréat de la médaille de Bronze 2020 du CNRS, chercheur en robotique au sein de l'équipe AGATHE de l'Institut des systèmes intelligents et de robotique, spécialisé dans l'interaction physique Humain-Robot pour des applications de rééducation et d'assistance.

Vidéo
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Médaille de Bronze 2020 : Nathanaël Jarrassé, chercheur en robotique
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Pour PR2, robot de service autonome, se repérer dans un environnement inconnu est une tâche complexe mais loin d’être impossible ! À l’aide de sa caméra 3D située sur sa "tête" et de son dispositif de capture optique de mouvement, PR2 est capable de percevoir ce qui l’entoure et apprend à voir ce qu’il peut déplacer, soulever ou enfoncer en utilisant sa pince. L’écran nous montre ici la représentation de son environnement en construction. Les petits objets avec lesquels le robot a appris qu’il…

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Apprendre à voir
Intro
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L’histoire du CNRS est fondamentalement liée à l’histoire de la science et de ses avancées, à celle de l’organisation et de la politique de la recherche. Depuis sa création, le CNRS est parvenu à se transformer et se renouveler, à coordonner, à fédérer et à accompagner une recherche d’excellence en constante mutation. Il reste donc, fondamentalement et nécessairement, un chantier permanent.
Exposition
EXP090722
Il était une fois le CNRS
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Uniquement disponible pour exploitation non commerciale

Contrôler une prothèse robotisée reste une tâche laborieuse qui nécessite des mois d'apprentissage pour de nombreuses personnes amputées. En France, une équipe de chercheurs, d'ingénieurs et de médecins développe une nouvelle méthode plus naturelle, en mobilisant le «membre fantôme». Leurs travaux prometteurs font l'objet d'une publication le 29 novembre 2018 dans la revue «Frontiers in Bioengineering and Biotechnology-Bionics and Biomimetics».

Vidéo
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Membre fantôme, pilote de prothèse (Le)
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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. Pour pouvoir continuer à marcher, il exécute un nouvel algorithme d’apprentissage baptisé « Intelligent Trial and Error » qui réalise des expériences afin d’adopter rapidement un comportement de compensation. Il se base sur une expérience préalablement menée pour créer une « carte » détaillée en six dimensions des milliers de manières différentes de réaliser sa tâche. Si le comportement testé ne fonctionne pas…

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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages
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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. Pour pouvoir continuer à marcher, il exécute un nouvel algorithme d’apprentissage baptisé « Intelligent Trial and Error » qui réalise des expériences afin d’adopter rapidement un comportement de compensation. Il se base sur une expérience préalablement menée pour créer une « carte » détaillée en six dimensions des milliers de manières différentes de réaliser sa tâche. Si le comportement testé ne fonctionne pas…

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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages
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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. Pour pouvoir continuer à marcher, il exécute un nouvel algorithme d’apprentissage baptisé « Intelligent Trial and Error » qui réalise des expériences afin d’adopter rapidement un comportement de compensation. Il se base sur une expérience préalablement menée pour créer une « carte » détaillée en six dimensions des milliers de manières différentes de réaliser sa tâche. Si le comportement testé ne fonctionne pas…

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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages
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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. Pour pouvoir continuer à marcher, il exécute un nouvel algorithme d’apprentissage baptisé « Intelligent Trial and Error » qui réalise des expériences afin d’adopter rapidement un comportement de compensation. Il se base sur une expérience préalablement menée pour créer une « carte » détaillée en six dimensions des milliers de manières différentes de réaliser sa tâche. Si le comportement testé ne fonctionne pas…

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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages
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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages. Pour pouvoir continuer à marcher, il exécute un nouvel algorithme d’apprentissage baptisé « Intelligent Trial and Error » qui réalise des expériences afin d’adopter rapidement un comportement de compensation. Il se base sur une expérience préalablement menée pour créer une « carte » détaillée en six dimensions des milliers de manières différentes de réaliser sa tâche. Si le comportement testé ne fonctionne pas…

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Robot capable de réapprendre automatiquement à marcher après avoir subi des dommages

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.