Missions

Principalement recherche et développement

Activités

L'objectif de ce projet est de faire passer l'innovation décrite dans le context de son état actuel de prototype très avancé (TRL 4) au déploiement effectif de cette technologie (c'est-à-dire sa production et sa commercialisation) avec une solution robotique clé en main complète, en particulier (dans la phase 1, TRL 6 ou même 7). Plus précisément, nous avons utilisé la boîte à outils Matlab pour apprendre la cinématique du genou à partir des données collectées. Cet apprentissage peut être amélioré et nous proposons dans ce projet d'étudier des techniques d'IA complètes afin d'anticiper les certifications. En effet, il est possible de construire des modèles mathématiques de phénomènes physiques dont seule une partie des paramètres est identifiée par l'apprentissage. L'IA est également envisagée pour l'ajustement des paramètres des composants numériques de la nouvelle genouillère instrumentée. Pour ce faire, nous voulons injecter des connaissances physiques dans l'IA, y compris des modèles paramétrés. Fondamentalement, l'orthèse de genou dispose d'une matrice intégrée et contrôlée de mini-détecteurs métalliques (induction électromagnétique), les robots génèrent les données (et la vérité terrain) utilisées pour apprendre le positionnement des prothèses, des broches, etc. à l'intérieur du corps humain. Une fois l'apprentissage terminé, une visualisation 3D en temps réel pendant le mouvement est possible. Nous souhaitons également apprendre certains paramètres des composants numériques de l'électronique embarquée afin d'ajuster la précision en fonction de l'orthèse ou de la broche implantée. Même si les essais actuels sont réalisés pour des prothèses de genou, nous souhaitons également étendre le principe aux prothèses de hanche et d'épaule, etc.
Plus de détails peuvent être fournis lors d'entretiens et sur le site web du projet : https://sites.google.com/view/rolkneematics/home

Compétences

Ingénieur / master en IA avec compétence en Robotique et/ou Physique Appliquée
ou
Ingénieur / master en Physique Appliquée (magnétisme) avec compétence ou appétence pour l'IA et optionnellement en Robotique

Contexte de travail

Dans le cadre du programme de défi robotique financé par l'État, nous avons développé une solution robotique clé en main pour la phase d'apprentissage d'un dispositif permettant de mesurer en temps réel et en trois dimensions la cinématique d'une prothèse de genou. Cet appareil se présente sous la forme d'une genouillère développée par notre partenaire BoneTag https://bonetag.eu/ Cette genouillère peut être portée par tout patient ayant reçu une prothèse totale ou partielle du genou, ou ayant des pièces métalliques (par exemple, des attelles, des vis...) suite à une opération de réparation du genou. L'attelle de genou peut être utilisée en dehors de l'environnement hospitalier, et les données de mouvement peuvent être transmises (via Internet ou une ligne sécurisée) aux médecins traitants à des fins de prévention et de diagnostic postopératoire.
Depuis plus d'un an, le LIRMM (www.lirmm.fr) et BoneTag travaillent à la validation de l'apprentissage de la cinématique à l'aide de deux bras robotiques pour d'autres sujets de recherche. Chaque robot porte une partie du genou implanté à son extrémité (c'est-à-dire que l'un des deux robots porte la partie fémorale et l'autre la partie tibiale). L'idée est que les deux robots, synchronisés, génèrent une multitude de mouvements précis préprogrammés qui imitent les mouvements du genou implanté (y compris les situations improbables) à l'intérieur de l'orthèse du genou. Cette dernière émet des signaux de capteurs en fonction de la position et de l'orientation spatiale des deux parties du genou. Grâce à la cinématique des deux robots et à des modèles 3D précis des décalages aux extrémités, la position et l'orientation de toute prothèse, broche ou vis sont calculées avec précision. Les signaux des capteurs et les calculs cinématiques, effectués à l'aide des encodeurs et des paramètres géométriques des deux robots, constituent les données d'une IA qui apprend la cinématique exacte des prothèses, broches ou vis. Celles-ci peuvent ensuite être implantées sur n'importe quel patient. L'attelle de genou sera alors capable de reconstruire en temps réel la cinématique du genou implanté du patient. Des preuves de concept ont déjà été réalisées et une version avancée de l'attelle de genou intelligente a été validée (il s'agit d'une première mondiale).

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Aucune en particulier