Towards semi-automatic generation of training scenarios in industrial automated systems

International audienceIn the context of E-Learning, remote hands-on training has become an insisting need as in traditional learning, especially in scientific and technical disciplines. Electronic Laboratories (ELabs) have been growing for the last few years. But till now, exchanging learning scenarios of ELabs is still difficult as existing scenarios (elaborated by means of standard ELearning authoring tools) are restricted to specific apparatuses, which prevents instructors from reusing or exchanging scenarios. Actually, LIESP team started in 2002 a research aiming to provide a framework which helps towards exchanging ELab learning scenarios when they fit to similar apparatuses (same functions, maybe not the same hardware). Meanwhile, LIMOS team focused on a design process to automate PLC code generation to help to design and generate programs for industrial discrete systems. This paper presents a project of merging these works to help ELab designers to design and integrate apparatuses into ELab frameworks when these apparatuses are discrete systems

Configurateur de Système Automatisé de Production en vue de la Formation de ses Utilisateurs

National audienceCet article présente l'avancement d'une recherche visant à proposer un logiciel de configuration d'un Système Automatisé de Production en fonction d'objectifs pédagogiques. Ce type de logiciel trouve son utilité à la fois dans un cadre industriel quand il s'agit de former le personnel à l'usage d'un nouveau SAP, et dans un cadre universitaire lorsque des SAP complexes sont partagés entre différentes formations comme c'est le cas dans de nombreux AIP. Le contexte scientifique de ce travail est présenté et les besoins fonctionnels de ce système affinés. L'architecture globale est décrite et les choix de réalisation ainsi que la procédure d'expérimentation (à venir) sont exposés

Towards automatic apparatus integration in Automation Remote Laboratories

International audienceIn the context of ELearning, remote handson training has become an insisting need as in traditional learning, especially in scientific and technical disciplines. Electronic Laboratories (ELabs) have been growing for the last few years. LIESP team started in 2002 a research aiming to provide a framework which helps towards exchanging ELab learning scenarios when they fit to similar apparatuses (same functions, maybe not the same hardware). Meanwhile, LIMOS team focused on a design process to automate PLC code generation to help to design and generate programs for industrial discrete systems. This paper presents a project of merging these approaches to help ELab designers to design and integrate apparatuses into ELab frameworks when these apparatuses are discrete systems

A Robotic Platform for Endovascular Aneurysm Repair

International audienceAn EndoVascular Aneurysm Repair (EVAR) isa procedure used to fix an aneurysm of the aorta. In thisprocedure, a guide is inserted by the femoral artery. This guidegoes through to the height of the aneurysm and then a catheterfollows the guide. Next, a stent graft is deployed in order torepair the aortic aneurysm. The objectives of our work is todevelop a low-cost robotic system and implement a programthat helps the trajectory planning during an endovascularoperation. More precisely, this program can predict if the aortawill break or not depending on the guide used. Such a roboticplatform could serve as a teaching instrument by creating anenvironment for young surgeons in which they will be able topractice their skills to perform an EVAR. This paper describesthe different components of this platform and provides someexperimental results

Telerobotics over ip networks: Towards a low-level real-time architecture

International audienceLong distance teleoperation over asynchronous transmission links makes many classical teleoperation schemes unstable. The use of this kind of media involves varying transmission delays that may become prohibitive even at short distance. However, they are standardized, cheap and widespread over the planet. The paper presents our latest works on the improvement of teleoperation loops, by providing a low-level architecture which permits the use of classical teleoperation controls over asynchronous digital link

A Review of Pneumatic Actuators Used for the Design of Medical Simulators and Medical Tools

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An Energy-Based Approach for n-dof Passive Dual-user Haptic Training Systems

International audienceThis paper introduces a dual-user training system whose design is based on an energetic approach. This kind of system is useful for supervised hands-on training where a trainer interacts with a trainee through two haptic devices, in order to practice on a manual task performed on a virtual or teleoperated robot (for example for an MIS task in a surgical context). This paper details the proof of stability of an Energy Shared Control (ESC) architecture we previously introduced for one degree of freedom (d.o.f.) devices. An extension to multiple degrees of freedom is proposed, along with an enhanced version of the Adaptive Authority Adjustment (AAA) function. Experiments are carried out with 3 d.o.f. haptic devices in free motion as well as in contact contexts in order to show the relevance of this architecture

Contribution a la téléoperation de robots en présence de délais de transmission variables

Recent progress in computer engineering now permits someone to realize teleoperations through computer networks. For instance, Internet has been used for a few years in the frame of long distance teleoperations. It has the definite advantage of being widespread, accessible, reliable and economical. The goal of this work is to set up a long distance teleoperation platform through computer networks having limitations similar to Internet : presence of delays which are variable at low (ms) and high (mn) scale, data loss, delay asymmetry. Therefore, starting from experimentations on our mobile manipulator, we have developped a mathematical model of a basic teleoperation loop. We used this model to build a simulation environment that permits us to deal with different problems concerning long distance teleoperation. Finally, we propose a control diagram that features the miscellaneous improvements we have made and that applies to a manipulator. In order to validate this diagram, we have also built a dedicated software for PC's running Microsoft Windows operating system.Les progrès en informatique permettent désormais d'effectuer des téléopérations via des réseaux informatiques. Par exemple, l'Internet a déjà été utilisé ces dernières années dans le cadre de téléopérations à longue distance. Il a l'énorme avantage d'être très répandu, accessible, fiable et économique. Le but de ce travail est de mettre en œuvre une plate-forme de téléopération à longue distance via des réseaux informatiques présentant les mêmes limitations que l'Internet : présence de retards, qui plus est variables dans le temps à petite (ms) et grande échelle de temps (mn), pertes de données, asymétrie des retards. Nous avons donc élaboré dans un premier temps un modèle mathématique d'une boucle de téléopération classique en partant d'expérimentations sur notre manipulateur mobile. Nous avons ainsi construit un simulateur qui nous a permis de nous attaquer à différents problèmes inhérents à une téléopération à longue distance. Enfin, nous développons un schéma de commande intégrant les diverses évolutions proposées applicable sur un bras manipulateur. Pour valider ce schéma expérimentalement, nous avons développé un ensemble logiciel de téléopération pour PC sous Microsoft Windows

Étude et développement d'outils haptiques pour l'apprentissage par la pratique

Mon activité de recherche s'est déroulée depuis 2001 et se décompose en deux périodes :* la première période a débuté dès mon recrutement dans le laboratoire d'informatique ICTT, sur une thématique de "travaux pratiques à distance" au sein de l'équipe spécialisée dans le E-Learning (équipe qui a ensuite rejoint l'équipe SICAL du LIRIS). J'y ai passé dix années à développer des outils informatiques pour faciliter l'apprentissage dans des contexte de travaux pratiques à distance et sur des plateformes technologiques complexes.* La deuxième période a débuté en 2011 et se poursuit actuellement, avec un travail de recherche orienté mécatronique, appliqué principalement aux simulateurs haptiques pour l'apprentissage pratique.Ces deux expériences complémentaires m'auront amené à travailler sur une thématique commune, l'aide à l'apprentissage par la pratique, mais sous deux angles d'approche différents. Côté informatique, j'ai élaboré avec Hcene Benmohamed (doctorat 2003-2007) des stratégies d'"industrialisation" des dispositifs de télé-TP (qui étaient à l'époque très "artisanaux") et j'ai également contribué, avec Saher Arnous (doctorat 2008-2011), à la structuration des Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) pour aider les enseignants à gérer des plates-formes de Travaux Pratiques complexes comme on en trouve souvent dans le domaine des automatismes industriels. Ensuite, au laboratoire Ampère, j'ai développé avec Fei Liu(Master puis doctorat 2013-2016) une architecture de simulateur haptique intégrant le formateur dans la simulation, architecture dont Angel Licona (doctorat 2017-2019) a étendu les fonctionnalités. Je participe aussi, avec mon collègue Richard Moreau, au développement de simulateurs pour l'apprentissage de gestes dans le domaine médical, avec le simulateur de pose de péridurale (doctorat Thibault Senac 2016-2019). Mes thématiques actuelles de recherche sont :* robotique et robotique médicale ;* commande avancée de systèmes pneumatiques ;* haptique ;* apprentissage du geste ;* modélisation énergétique et commande des systèmes à ports hamiltoniens.Du point de vue encadrement, la première période m'a conduit à encadrer 2 doctorants et 4 étudiants en Master Recherche. En ce qui concerne la deuxième période, un doctorant a obtenu son doctorat et 3 autres sont en cours (2 en troisième année et 1 en première année). J'ai encadré 8 étudiants en Master Recherche sur cette période. Les principaux financements de ma recherche consistent en un financement ANR pour un projet dont je suis responsable scientifique (Greenshield 2017-2010, 834kE d'aide), ainsi qu'un autre de la Région Rhône Alpes FEDER (INTELO, 333kE d'aide). Du point de vue production scientifique, j'ai publié 8 articles dans des journaux internationaux à comité de lecture, un chapitre d'ouvrage collectif international, 37 communications dans des conférences internationales à comité de lecture, 1 chapitre d'ouvrage collectif en français, 8 communications en congrès national avec actes et comité de lecture ainsi que 2 rapports de contrat. En terme de visibilité, Web of Science recense 21 de mes publications et indique un h-index de 4 avec un taux moyen de citation de 2,5 (52 citations, en excluant les autocitations)

Intégration des objets pédagogiques de simulation dans un Learning Management System (LMS)

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