Contribution à la conception d'un système d'assistance aux personnes handicapées ou agéess

Abstract

La plupart des personnes âgées ou handicapées veulent vivre dans leur maison et espèrent que les dernières générations de robots intelligents pourront les y aider en leurs procurant une aide dans la réalisation de leurs activités quotidiennes telles que : se lever, s'asseoir, préparer ou réchauffer leurs repas, nettoyer la maison, les servir etc.…. Dans ce contexte, cette thèse de doctorat consiste en une contribution à la conception et réalisation d’un système d’aide aux personnes âgée ou handicapée. Il est orienté vers la conception et le prototype d'un robot d’aide à la personne opérant dans des environnements domestiques afin d’assister les utilisateurs dans certaines tâches quotidiennes de la vie courante. Dans ce travail, nous décrivons les objectifs à atteindre ainsi que les motivations et le contexte de cette étude, puis nous montrons l’importance de développer un système d’assistance en nous basant sur les besoins d’une grande catégorie de population qui vivent avec un handicap ou sont âgées. La manipulation d'objets avec un manipulateur doté d’une caméra et capteur de force est une tâche difficile, en particulier dans les applications de robot d’assistance de personnes. Ainsi, le travail présenté dans cette thèse a pour but de concevoir un robot d’assistance en utilisant la vision et la force comme modalités d’entrées et à synthétiser des structures de commandes pour assurer le bon fonctionnement du système proposé. Les principaux objectifs de cette thèse sont : • Concevoir et modéliser un robot permettant d’assister les utilisateurs dans certaines tâches quotidiennes • Proposer des structures de commande afin d’assurer l’exécution de tâches quotidiennes (telles qu’ouvrir un tiroir ou essuyer une table) Deux structures de commandes sont proposées dans cette thèse. La première est une commande force/position nécessitant la connaissance détaillée de modèle dynamique du robot et de son interaction avec l’environnement. Afin d’obtenir de bonnes performances en termes d’optimisation des réponses et rapidité de convergence, nous devons surmonter les difficultés par la conception d’une commande efficace et performante d’un système non linéaire inconnu. Pour remédier à ce problème, nous proposons d’utiliser une technique basée sur le SVR. La deuxième structure de commande est une commande force / vision. Elle est basée sur l’utilisation de la vision au lieu de la position. Cette seconde structure est basée sur la logique floue et le mode de glissement pour le contrôle de la force et la vision en présence d'incertitudes et de perturbations. Ainsi le problème du non-linéarité y sera résolu par le mode de glissement et la logique floue. Afin de mener à bien notre tâche En considérant principalement deux tâches de la vie courante (ouvrir un tiroir et essuyer une table) nous avons évalué, en simulation sous MATLAB, les performances des deux structures de commandes proposées en utilisant les paramètres du prototype du robot réalisé. Une étude comparative des réponses du système en boucle fermée a aussi été établis. Les résultats aux tests montrent que les performances des deux structures de commandes proposées sont globalement satisfaisantes bien que la commande force vision présente de meilleures performances.