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09 oct
09/10/2019 15:00

Sciences & Société

Soutenance de l'Habilitation à Diriger des Recherches en sciences : Arnaud Lelevé

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

[HDR - soutenance publique]

Maitre de Conférences :  Arnaud Lelevé

Laboratoire INSA : Ampère

Rapporteurs

  • Mme. Nadine PIAT, Professeur à l'École Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques
  • M. Pierre BOULANGER, Professeur à l'Université d'Alberta, Canada
  • M. Jérôme SZEWCZYK,  Professeur à Sorbonne Université, Campus Pierre et Marie Curie

Jury

M. Bernhard MASCHKE, Professeur à l'Université Claude Bernard Lyon 1
M. Minh Tu PHAM, Maître de Conférences HdR à l'Université de Lyon, INSA Lyon
M. Philippe POIGNET, Professeur à l'Université de Montpellier
M. Tanneguy REDARCE, Professeur à l'Université de Lyon, INSA Lyon
M. Daniel SIDOBRE, Maître de Conférences HdR à l'Université Toulouse III Paul Sabatier

Ce mémoire présente une synthèse de mes activités de recherche et d’encadrement dans le cadre de ma fonction de Maître de Conférences à l’INSA de Lyon. Ces travaux ont été réalisés d’abord au sein de l’équipe e-learning du laboratoire d’informatique ICTT (Interactions Collaboratives, Télétravail, Téléformation, EA 3080, devenu ensuite LIESP en 2007), puis au sein du Groupe de Travail Robotique du laboratoire Ampère (UMR
5005), département MIS (Méthodes pour l’Ingénierie des Systèmes).
Ma recherche concerne l’étude et le développement d’outils haptiques pour l’apprentissage par la pratique. Pendant la première période 2001-2010, j’ai abordé cette thématique sous l’angle informatique, plus exactement des Environnement Informatique d’Apprentissage Humain (EIAH). Deux approches ont été abordées :

  • la synthèse d'un outil informatique pour gérer une flottille de maquettes pédagogiques (utilisées en local ou à distance et dont certaines possèdent des composants communs : capteurs de position, moteurs électriques, contrôleurs PID, ...) et faciliter l'échange d'informations avec d'autres logiciels classiques tels que des Learning Management Systems (LMS) ;
  • la modélisation (en SysML) d'un outil informatique (et de son environnement mécatronique : le système automatisé étudié) qui facilite, en amont, la conception de supports pédagogiques papier ou électroniques pour des TPs/projets sur des systèmes (automatisés) complexes et, le jour J, la configuration du système (à destination d'enseignants ne connaissant pas toujours sur le bout des doigts les systèmes sur lesquels ils travaillent, du fait de leur complexité).

Depuis 2011, j’aborde ce sujet de recherche du point de vue mécatronique. J’ai participé aux travaux de recherches menés par l’équipe d’Ampère sur la téléopération (télécommande de robot via une interface haptique) avec actionneurs pneumatiques, ce qui m’a permis de monter en compétence sur la commande de systèmes pneumatiques. J’ai monté un axe de recherche sur les systèmes de formation aux gestes de type dual- user (un apprenant et un formateur interagissant chacun sur son interface haptique). Je participe également à la recherche et au développement de simulateurs pour l’apprentissage de gestes dans le domaine médical. Nous développons des lois de commande haptiques intégrant des actionneurs pneumatiques pour des applications de simulation de pose de péridurale, par exemple.
Récemment, mon activité de recherche s’est ouverte sur une application en robotique agricole : je suis porteur et responsable scientifique du projet ANR Greenshield dont l’objectif est de proposer une solution robotisée pour remplacer les pesticides dans les champs en se fondant sur une analyse hyperspectrale d’images et tir laser. Il s’agit d’un projet transdisciplinaire où interviennent des spécialistes des microsystèmes mécatroniques, de la photonique et de la biologie des insectes.

L’ensemble des études développées dans le cadre de ce travail a été réalisé au travers de ma participation à l’encadrement de deux doctorants en informatique puis deux doctorants en robotique, ayant tous déjà soutenu. Deux co-encadrements de doctorat sont en cours. J’ai bénéficié de plusieurs financements CNRS et ANR et établi plusieurs collaborations académiques nationales et internationales.

Informations complémentaires

  • Amphithéâtre CNRS Délégation Rhône Auvergne 2 Avenue Albert Einstein 69100 Villeurbanne