Chercheur contractuel (postdoc) en robotique continue pour l'urologie (h/f)

Informations générales

Intitulé de l'offre : Chercheur contractuel (postdoc) en robotique continue pour l'urologie (H/F)
Référence : UMR5525-MOHCHI-005
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : LA TRONCHE
Date de publication : mercredi 29 janvier 2025
Type de contrat : Chercheur en contrat CDD
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 avril 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : A partir de 2900 bruts mensuels, selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent
Section(s) CN : 7 - Sciences de l'information : traitements, systèmes intégrés matériel-logiciel, robots, commandes, images, contenus, interactions, signaux et langues

Missions

Assurer la conception, la mise en exploitation et la commande de robots continus pour l’urologie. Assurer la mise en œuvre des matériels et des logiciels spécifiquement développés et mener/superviser les expérimentations.
Assurer l’interaction avec les partenaires du projet et son suivi.

Le traitement de la maladie lithiasique passe souvent par une opération invasive appelée néphrolithotomie percutanée (NLPC) permettant d'accéder directement au rein pour en extraire les calculs, nécessitant l'utilisation d'instrument droits et rigides. Cette approche implique une dextérité et une accessibilité limitées, augmentant ainsi les risques d'hémorragie et de résidus de calculs, exacerbés par l'anatomie complexe de l'organe. Des défis scientifiques majeurs doivent être relevés afin de proposer une alternative efficace et sûre. En effet, la variabilité inter-patients, la nécessité d'explorer l'ensemble du rein et la proximité avec des tissus fragiles et organes nobles font des robots continus – des systèmes de forme élancée intrinsèquement miniaturisés et déformables [1, 2, 3] – des candidats très pertinents pour l'assistance au geste chirurgical. Fort de la validation d'une approche de modélisation précise, le projet ANR CORNEL [https:///Projet-ANR-24-CE33-4611] se propose de développer des méthodes de conception, de perception et de commande de robots continus. Dans une approche intégrative, CORNEL vise à optimiser la réalisation du geste en considérant la variabilité inter-patients et à sécuriser son déroulement en s'appuyant sur la redondance inhérente de ce type de robots. Ce projet s'inscrit dans un cadre plus général de recherche fondamentale autour de robots déformables évoluant dans un environnement également déformable et agissant sur des tissus et organes déformables et relativement mobiles, constituant ainsi un bouleversement du paradigme instauré pour les robots rigides plus standards.

Dans ce contexte, et en se basant sur des spécifications cliniques exhaustives [4], nous visons à sélectionner la structure de robot continu appropriée et de le concevoir afin de répondre à ces besoins de dextérité et d'accessibilité. Par ailleurs, nous investiguerons la perception basée sur les imageries médicales et commande en boucle fermée du robot. Le but est d'assurer d'atteindre les fragments de calculs avec l'organe terminal du robot tout en préservant les tissus et anatomie adjacents de forces de contact excessives. Ce travail bénéficiera de nos récents travaux en modélisation [5, 6] et commande [7, 8, 9] de différents types de robots continus.

Références :
[1] J. Burgner-Kahrs,. Rucker, H. Choset (2015): “Continuum Robots for Medical Applications: A Survey”. IEEE Transactions on Robotics, 31(6): 1261–1280. DOI: 10.1109/TRO.2015.2489500
[2]. Dupont, N. Simaan, H. Choset,. Rucker (2022): “Continuum Robots for Medical Interventions”. Proceedings of the IEEE, 11(7): 847–870. DOI: 10.1109/JPROC.2022.3141338
[3] M. T. Chikhaoui and Benoît Rosa (2022): “Modeling and control strategies for flexible devices”, Endorobotics, 1st Edition: Design, R&D and Future Trends, pp. 187-213, edited by Luigi Manfredi, Elsevier. Paperback ISBN: 9780128217504. DOI: 10.1016/B978-0-12-821750-4.00008-6
[4] N. Blanc (2023): “Urologie et robotique : place des robots à tubes concentriques dans la néphrolithotomie percutanée. Vers une robotisation du geste ?”. MD Thesis, Université Grenoble Alpes, France.
[5] M. Tummers, V. Lebastard, F. Boyer, J. Troccaz, B. Rosa, and M. T. Chikhaoui (2023): “Cosserat Rod Modeling of Continuum Robots from Newtonian and Lagrangian Perspectives”. IEEE Transactions on Robotics, 39(3): 2360-2378. DOI: 10.1109/TRO.2023.3238171
[6] M. Tummers, F. Boyer, V. Lebastard, A. Offermann, J. Troccaz, B. Rosa, and M. T. Chikhaoui (in press): “Continuum concentric push-pull robots: a Cosserat rod model”. The International Journal of Robotics Research. DOI: 10.1177/02783649241263366
[7] G. Lapouge, P. Poignet and J. Troccaz (2021): “Towards 3D Ultrasound Guided Needle Steering Robust to Uncertainties, Noise, and Tissue Heterogeneity”. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 68(4): 1166-1177. DOI: 10.1109/TBME.2020.3022619.
[8] T. Alsaka, Ph. Cinquin, and M. T. Chikhaoui (2024): “Hierarchy Control of Dual-arm Concentric Tube Continuum Robots with Different Redundancy Resolution Techniques”. In: Lenarčič, J., Husty, M. (eds) Advances in Robot Kinematics, pp. 140-148, Ljubljana, Slovenia. DOI: 10.1007/978-3-031-64057-5_17
[9] Q. Boyer, S. Voros, P. Roux, F. Marionnet, K. Rabenorosoa, and M. T. Chikhaoui (2024): “On High Performance Control of Concentric Tube Continuum Robots through Parsimonious Calibration”. IEEE Robotics and Automation Letters, 9(11): 9621-9628. DOI: 10.1109/LRA.2024.3455906

Activités

-Structurer une veille technologique
-Étudier les besoins scientifiques liés au projet et participer à la rédaction du cahier des charges
-Proposer des techniques et méthodes de conception et de commande de robots continus
-Réaliser le prototype de robot continu
-Implémenter la méthode de commande développée
-Piloter la réalisation des mesures, les interpréter et les valider
-Présenter, diffuser et valoriser les réalisations

Compétences

La personne candidate devra avoir un diplôme de Doctorat (ou son équivalent) en mécatronique, robotique, mécanique ou une spécialité similaire. Des bases analytiques solides, ainsi qu’une expérience en commande robotique sont requises.

Savoirs :
Robotique
Connaissances techniques en sciences de l'ingénieur
Langage de programmation (C++, Python et/ou Matlab)
Techniques de présentation écrite et orale
Langue anglaise : B2 minimum

Savoir-faire :
Compétences opérationnelles
Piloter un projet
Encadrer / Animer une équipe
Animer une réunion
Utiliser les logiciels spécifiques au domaine

Savoir-être :
Appliquer les règles d'hygiène et de sécurité
Travail en équipe pluridisciplinaire, interactions avec les membres de l’équipe GMCAO, interactions avec des partenaires cliniciens et industriels
Autonomie, prise d’initiative, rigueur, créativité

Contexte de travail

Le travail de recherche se déroulera principalement au laboratoire TIMC [/]. Dans le cadre de cette recherche translationnelle, des visites et réunions de travail avec nos partenaires cliniques du Service d'Urologie auront lieu au Centre Hospitalier Universitaire Grenoble Alpes (CHUGA) [/].

L'équipe d'accueil, GMCAO (pour Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur), du laboratoire TIMC a été pionnière dans le développement de dispositifs médicaux d’assistance aux interventions médico-chirurgicales dans les 30 dernières années. En plus de notre expertise et contributions en termes de perception, décision et action, notre équipe travaille en étroite collaboration avec les cliniciens et cliniciennes du CHIGA et est profondément impliquée dans le transfert clinique. Outre le logiciel CamiTK, une boîte à outils de prototypage rapide de solutions logicielles en GMCAO, notre équipe œuvre à élargir cette approche aux simulateurs et aux prototypes de robots continus.

Ce travail sera principalement encadré par M. Taha Chikhaoui [https:///view/ctaha], Chargé de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et porteur du projet CORNEL. Ses travaux de recherche sont centrés autour des robots continus pour les applications médico-chirurgicales et basés sur une approche pluridisciplinaire incluant la conception robotique, la modélisation et les stratégies de commande.

Contraintes et risques

Les règlements du CNRS et du laboratoire d’accueil (en l’occurrence le laboratoire TIMC) définissent ces restrictions ou contraintes.