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Conception et validation d'un doigt artificiel instrumenté par fibre optique polymérique pour application du toucher de surfaces textiles
Résumé
Le présent manuscrit décrit les étapes de conception et de détermination des paramètres nécessaires pour la fabrication d'un doigt artificiel destiné aux applications pour le toucher de surfaces textiles ainsi que la méthode d'utilisation de ce doigt artificiel sur des bancs de mesure pour obtenir les caractéristiques du frottement de ce doigt artificiel avec des surfaces textiles.
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Le doigt artificiel réalisé présente la nouveauté de l'intégration d'une fibre optique polymérique permettant l'acquisition d'information sur le frottement au plus près de la zone de contact. Ce doigt artificiel compte parmi les premiers doigts artificiels instrumentés et est le premier disposant de cette technologie. Par conséquent, un travail de découverte du système a été mené de prime abord et explique la structure chronologique de ce manuscrit retraçant tes étapes du développement de ce doigt artificiel. Le manuscrit présente en premier lieu la première prise en main du phénomène de réponse optique de la fibre optique polymérique et les moyens mis en œuvre pour obtenir un banc de mesure adapté au doigt artificiel. Plusieurs évolutions du banc de mesure sont décrites dans ce manuscrit. Les difficultés rencontrées ont permis la réalisation d'un banc de mesure permettant une analyse logicielle des résultats obtenus. Cette analyse a donné naissance à une formule d'approximation présentée et discutée. La mise en place de cette formule a apporté une meilleure compréhension du comportement du doigt artificiel. Une analyse vidéo des essais est également présentée et permet une discussion supplémentaire sur les résultats obtenus par le banc d'essai, le doigt artificiel et la formule d'approximation. Des pistes d'améliorations ont été proposées suite aux remarques réalisées par cette analyse combinée. Des essais additionnels sont également présentés pour montrer les limites de sensibilité du doigt artificiel instrumenté..The present manuscript relates about the designing and use of an instrumented artificial finger for tactile tasks needs on textile surfaces. The created artificial finger uses a polymeric optical fîber as sensing unit. The manuscript depicts a chronological evolution resulting from the steps in the development of the artificial finger and the reasoning for the overcome of the encountered difficulties. The main difficulty encountered during the development of the artificial finger was the lack of knowledge available for this type of application since this artificial finger is the fïrst created using this type of technology.The manuscript describes the first handling of the fight response of the polymeric optical fiber and the means to obtain a measurement setup to investigate on the artificial finger. Two measurement systems have been investigated. The issues obtained with one system, and the retained improvements for the creation of a new system for the tactile description of textile fabrics are presented along the results obtained with the improved method. The setting of the new system enabled the creation and testing of a fitting method for the understanding of the artificial finger behavior. The fitting method is then tested and discussed.The artificial finger was then used and recorded during its functioning. The results from the recordings are then discussed and the proposal for improvements in the fitting method is given. Additional testing with the artificial finger was realized for the establishment of sensitivity limits of the artificial finger.