Asservissement d'un bras robotique d'assistance à l'aide d'un système de stéréo vision artificielle et d'un suiveur de regard

L'utilisation récente de bras robotiques sériels dans le but d'assister des personnes ayant des problèmes de motricités sévères des membres supérieurs soulève une nouvelle problématique au niveau de l'interaction humain-machine (IHM). En effet, jusqu'à maintenant le « joystick » est utilisé pour contrôler un bras robotiques d'assistance (BRA). Pour les utilisateurs ayant des problèmes de motricité sévères des membres supérieurs, ce type de contrôle n'est pas une option adéquate. Ce mémoire présente une autre option afin de pallier cette problématique. La solution présentée est composée de deux composantes principales. La première est une caméra de stéréo vision utilisée afin d'informer le BRA des objets présents dans son espace de travail. Il est important qu'un BRA soit conscient de ce qui est présent dans son espace de travail puisqu'il doit être en mesure d'éviter les objets non voulus lorsqu'il parcourt un trajet afin d'atteindre l'objet d'intérêt pour l'utilisateur. La deuxième composante est l'IHM qui est dans ce travail représentée par un suiveur de regard à bas coût. Effectivement, le suiveur de regard a été choisi puisque, généralement, les yeux d'un patient ayant des problèmes sévères de motricités au niveau des membres supérieurs restent toujours fonctionnels. Le suiveur de regard est généralement utilisé avec un écran pour des applications en 2D ce qui n'est pas intuitif pour l'utilisateur puisque celui-ci doit constamment regarder une reproduction 2D de la scène sur un écran. En d'autres mots, il faut rendre le suiveur de regard viable dans un environnement 3D sans l'utilisation d'un écran, ce qui a été fait dans ce mémoire. Un système de stéréo vision, un suiveur de regard ainsi qu'un BRA sont les composantes principales du système présenté qui se nomme PoGARA qui est une abréviation pour Point of Gaze Assistive Robotic Arm. En utilisant PoGARA, l'utilisateur a été capable d'atteindre et de prendre un objet pour 80% des essais avec un temps moyen de 13.7 secondes sans obstacles, 15.3 secondes avec un obstacle et 16.3 secondes avec deux obstacles.