Soutenance de thèse de Victor Arnez Paniagua.
Victor Arnez Paniagua, doctorant de l’équipe SIRIUS soutiendra sa thèse le 20 décembre à 9:30 en Amphi RT, campus de Vitry-sur-Seine de l’UPEC-120 rue Paul Armangot, 94400 Vitry-sur-Seine.
Titre : Approches de commande adaptative d’une orthèse actionnée de la cheville pour l’assistance à la marche
Directeur(s) de thèse : Y. Amirat, S. Mohammed
Résumé: Les déficiences neuro-motrices subies à la suite d’un accident vasculaire cérébral, peuvent se traduire par un mauvais contrôle de l’articulation de la cheville lors de la marche du sujet. Un des symptômes majeurs qui illustre cette déficience est celui du « foot drop » ou pied tombant qui apparait le long de la phase d’oscillation. Ces dernières années, les auxiliaires de rééducation robotisés ont fait l’objet de nombreux travaux de recherche à travers le monde. Ces dispositifs peuvent permettre au patient d’atteindre les mêmes niveaux de récupération fonctionnelle que ceux obtenus avec une rééducation conventionnelle tout en réduisant la charge de travail des médecins thérapeutes. Cette thèse traite du problème de la commande d’une orthèse active de l’articulation de la cheville (AAFO-Actuated Ankle Foot Orthosis) destinée à l’assistance à la marche des patients parétiques présentant des déficiences motrices au niveau de l’articulation de la cheville. L’originalité de nos travaux se situe dans la prise en compte de l’évolution du cycle de marche du sujet dans les commandes orientées assistance. L’autre spécificité de nos travaux réside dans le développement de lois de commande garantissant la sécurité du patient et de bonnes performances à la fois en termes de précision de poursuite de trajectoire, de robustesse vis-à-vis des incertitudes paramétriques, de la variabilité entre sujets et des perturbations externes. Trois approches de commande pour le suivi d’une trajectoire de référence sont proposées. Ces approches présentent l’intérêt de ne pas nécessiter l’identification préalable des paramètres du système orthèse-humain. La trajectoire de référence est générée en temps réel à partir d’un algorithme exploitant l’interaction du pied avec le sol pour détecter les sous-phases du cycle de marche. La première approche proposée est une commande adaptative par modèle de référence pour adapter le couple d’assistance en fonction de l’erreur de suivi. Cette commande utilise une fonction de projection pour borner les valeurs des paramètres adaptatifs de la loi de commande. Un opérateur de saturation est également introduit pour borner le couple d’assistance. La deuxième approche est une commande adaptative par modes glissants basée proxy pour contrôler l’effet d’amortissement au niveau de la cheville lors de la transition de la phase d’appui vers la phase d’oscillation. La nature adaptative de cette commande permet de compenser les modifications de la dynamique du système pendant le cycle de marche tandis que l’utilisation des modes glissants permet de garantir de bonnes performances en termes de suivi de trajectoire. La troisième approche est une commande par rejet actif des perturbations. Un observateur d’état étendu est ainsi utilisé pour estimer les perturbations auxquelles est soumis le système orthèse-humain afin de compenser leurs effets et améliorer les performances de suivi de trajectoire. Pour chaque approche de commande, une étude de stabilité au sens de Lyapunov est menée. Les trois approches de commande ont été validées expérimentalement avec la participation de sujets sains et de sujets parétiques. Concernant ces derniers, les évaluations cliniques ont été effectuées en collaboration avec le service de médecine physique et de réadaptation du CHU Mondor.
Jury:
P. Fraisse, professeur, Université de Montpellier
C. Chevallereau, directrice de recherches CNRS, Ecole Centrale de Nantes
S. Reigner, professeur, Sorbonne Université
H. Rifai, maitre de conférences, Université Paris Est Créteil
S. Mohammed, maitre de conférences, Université Paris Est Créteil
Y. Amirat, professeur, Université Paris Est Créteil