Détails du sujet
Conception et réalisation d'un robot autonome pour l'automatisation du transport interne de médicaments en milieu hospitalier
Résumé
Auteur : USHINDI GAHAMANYI
Niveau:
Département: Genie Electrique
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-04-24 10:21:30
Mots clés
Robotique, Arduino, Hôpital
Intérêt
Ce travail vise à concevoir un robot autonome multifonctionnel destiné à optimiser le transport interne des médicaments en milieu hospitalier, notamment dans le contexte local de l’Hôpital Général de Goma. En automatisant cette tâche répétitive, le projet contribuera à réduire la charge de travail du personnel soignant, limiter les erreurs humaines, et améliorer la sécurité des patients.
Au-delà de sa pertinence pratique, ce projet présente également un intérêt scientifique et technologique. Il permet d’explorer l’intégration de la robotique dans un cadre local, à travers une solution accessible, économique et adaptée aux réalités des hôpitaux africains. Il constitue ainsi une réponse innovante aux défis logistiques du système de santé et une opportunité d’encourager le développement de technologies locales.
Problématique
Dans les environnements industriels et hospitaliers, le transport de petites charges, qu’il s’agisse de pièces dDans les hôpitaux, notamment dans des contextes comme celui de l’Hôpital Général de Goma, le transport interne des médicaments, dossiers médicaux et autres fournitures est généralement effectué de manière manuelle. Ce mode de fonctionnement, bien qu'habituel, engendre plusieurs contraintes : perte de temps, surcharge de travail pour le personnel, retards dans la livraison des produits essentiels, et parfois même des erreurs pouvant impacter la qualité des soins aux patients.
Face à ces défis, l’introduction de la robotique dans le domaine médical représente une solution innovante. Cependant, la plupart des systèmes existants sont soit trop coûteux, soit techniquement inadaptés aux réalités des hôpitaux locaux. Il devient alors pertinent d’envisager la conception d’un robot autonome et multifonctionnel, capable de naviguer intelligemment dans un environnement hospitalier, de transporter des objets de manière sécurisée, et de faciliter les tâches logistiques du personnel soignant. Comment concevoir et réaliser un prototype de robot autonome et multifonctionnel, capable d’assurer efficacement le transport automatisé de médicaments et de fournitures dans un hôpital comme celui de Goma, tout en restant simple, économique et adapté au contexte local ? Plan provisoire
Introduction générale
Contexte général du projet
Justification du choix du sujet
Problématique
Hypothèse(s)
Objectifs du travail
Méthodologie résumée
Délimitation du sujet
Intérêt du travail
Structure du mémoire
Chapitre I : Revue de la littérature
1.1. Généralités sur la robotique mobile
1.2. Robots autonomes et leurs domaines d'application
1.3. Robots en milieu hospitalier : cas d’usage et évolution
1.4. Technologies utilisées dans les robots de transport
1.5. Limites des systèmes actuels et besoins non satisfaits
Chapitre II : Étude et conception du robot
2.1. Analyse des besoins en milieu hospitalier
2.2. Définition des fonctionnalités du robot
2.3. Choix des composants matériels (Arduino, capteurs, moteurs…)
2.4. Architecture générale du système
2.5. Conception de l’algorithme de navigation et de contrôle
2.6. Schémas électriques et mécaniques
Chapitre III : Réalisation du prototype
3.1. Assemblage des composants
3.2. Programmation du microcontrôleur
3.3. Intégration des modules de navigation et détection
3.4. Création d'une interface de commande (si applicable)
3.5. Problèmes rencontrés et solutions apportées
Chapitre IV : Tests et évaluation
4.1. Méthodologie de test du robot
4.2. Résultats obtenus sur le terrain ou en environnement simulé
4.3. Analyse des performances (précision, autonomie, fiabilité, etc.)
4.4. Limites du prototype et perspectives d’amélioration
Conclusion générale
Résumé des résultats
Évaluation de l’atteinte des objectifs
Recommandations pour les futurs travaux
Apport du projet au domaine médical ou technologique
Hypothèses
Il est possible de concevoir et de réaliser un prototype de robot autonome multifonctionnel, capable d’assurer efficacement le transport automatisé de médicaments en milieu hospitalier, en utilisant des technologies simples, économiques et adaptées au contexte de l’Hôpital Général de Goma. Une telle solution contribuerait à améliorer la logistique interne, réduire les erreurs humaines, et optimiser l’utilisation des ressources humaines au sein de l’hôpital. Méthodes
La réalisation de ce travail suivra une approche méthodologique rigoureuse, structurée en plusieurs phases complémentaires :
1. Analyse des besoins hospitaliers
Une première étape consistera à identifier les besoins logistiques dans les hôpitaux en général, en mettant un accent particulier sur le transport interne des médicaments. Cette analyse tiendra compte des contraintes fréquentes telles que les distances, les délais, la sécurité et la disponibilité du personnel.
2. Recherche documentaire
Des recherches seront menées sur les solutions existantes en matière de robots mobiles autonomes dans les milieux hospitaliers, en analysant les technologies déjà utilisées, leurs limites, ainsi que leur pertinence dans les contextes à faibles ressources.
3.Conception du système robotique
Sur base des données collectées, le système du robot sera conçu. Cela inclura :
La définition des fonctions principales (navigation autonome, détection d’obstacles, transport sécurisé, etc.).
Le choix des composants électroniques et mécaniques adaptés (carte microcontrôleur, capteurs, moteurs, châssis, batterie, etc.).
La conception de l’algorithme de contrôle et des schémas fonctionnels du système.
4. Réalisation du prototype
Un prototype fonctionnel sera assemblé à l’aide des composants sélectionnés. Il comprendra une unité de traitement, un système de mobilité, une interface de commande et un compartiment sécurisé pour le transport des médicaments.
5. Phase de test et amélioration
Le prototype sera testé dans un environnement simulant les conditions hospitalières générales. Des scénarios réels seront simulés pour évaluer la fiabilité, l’autonomie, la réactivité, et la facilité d’utilisation du robot. Des améliorations seront apportées en fonction des résultats. Bibliographie
Bibliographie Provisoire
Siegwart, R., Nourbakhsh, I. R., & Scaramuzza, D. (2011). Introduction to Autonomous Mobile Robots (2nd ed.). MIT Press.
→ Référence de base sur les principes de navigation, perception et commande des robots mobiles.
McComb, G. (2018). Arduino Robot Bonanza. McGraw-Hill Education.
→ Ouvrage pratique sur la construction de robots à base d’Arduino, avec exemples de capteurs et d’algorithmes.
Tiwari, R., Shukla, A., & Tiwari, S. (2020). Smart Healthcare Systems Based on IoT and Robotics. Springer.
→ Présente les nouvelles technologies robotiques et IoT appliquées au secteur médical.
Barrett, S. F., & Pack, D. J. (2012). Arduino Microcontroller Processing for Everyone! Morgan & Claypool Publishers.
→ Manuel technique pour la programmation des microcontrôleurs Arduino dans des projets réels.
Nejat, G. & Moshfeghi, M. (2019). Robots in Healthcare. In Springer Handbook of Robotics.
→ Chapitre sur les robots utilisés en milieux médicaux et leurs applications.
Kroemer, K. H. E. (2001). Ergonomics: How to Design for Ease and Efficiency. Prentice Hall.
→ Utilisé pour réfléchir à l’interface homme-machine (IHM) et l’ergonomie du système de contrôle.
Documentation officielle Arduino – https://www.arduino.cc
→ Site de référence pour les bibliothèques, schémas, tutoriels, etc.
MIT OpenCourseWare – Robotics – https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-141-robotic-science-and-systems-i/
→ Cours libre d'accès avec vidéos et notes sur la robotique mobile avancée.
Directeur & Encadreur
Directeur: BARAKA Olivier MUSHAGE
Encadreur: Johnson KISAMBA
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON
Conception et réalisation d'un robot autonome pour l'automatisation du transport interne de médicaments en milieu hospitalier
Résumé
Auteur : USHINDI GAHAMANYI
Niveau:
Département: Genie Electrique
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-04-24 10:21:30
Mots clés
Robotique, Arduino, HôpitalIntérêt
Ce travail vise à concevoir un robot autonome multifonctionnel destiné à optimiser le transport interne des médicaments en milieu hospitalier, notamment dans le contexte local de l’Hôpital Général de Goma. En automatisant cette tâche répétitive, le projet contribuera à réduire la charge de travail du personnel soignant, limiter les erreurs humaines, et améliorer la sécurité des patients.Au-delà de sa pertinence pratique, ce projet présente également un intérêt scientifique et technologique. Il permet d’explorer l’intégration de la robotique dans un cadre local, à travers une solution accessible, économique et adaptée aux réalités des hôpitaux africains. Il constitue ainsi une réponse innovante aux défis logistiques du système de santé et une opportunité d’encourager le développement de technologies locales.
Problématique
Dans les environnements industriels et hospitaliers, le transport de petites charges, qu’il s’agisse de pièces dDans les hôpitaux, notamment dans des contextes comme celui de l’Hôpital Général de Goma, le transport interne des médicaments, dossiers médicaux et autres fournitures est généralement effectué de manière manuelle. Ce mode de fonctionnement, bien qu'habituel, engendre plusieurs contraintes : perte de temps, surcharge de travail pour le personnel, retards dans la livraison des produits essentiels, et parfois même des erreurs pouvant impacter la qualité des soins aux patients.Face à ces défis, l’introduction de la robotique dans le domaine médical représente une solution innovante. Cependant, la plupart des systèmes existants sont soit trop coûteux, soit techniquement inadaptés aux réalités des hôpitaux locaux. Il devient alors pertinent d’envisager la conception d’un robot autonome et multifonctionnel, capable de naviguer intelligemment dans un environnement hospitalier, de transporter des objets de manière sécurisée, et de faciliter les tâches logistiques du personnel soignant. Comment concevoir et réaliser un prototype de robot autonome et multifonctionnel, capable d’assurer efficacement le transport automatisé de médicaments et de fournitures dans un hôpital comme celui de Goma, tout en restant simple, économique et adapté au contexte local ?
Plan provisoire
Introduction généraleContexte général du projet
Justification du choix du sujet
Problématique
Hypothèse(s)
Objectifs du travail
Méthodologie résumée
Délimitation du sujet
Intérêt du travail
Structure du mémoire
Chapitre I : Revue de la littérature
1.1. Généralités sur la robotique mobile
1.2. Robots autonomes et leurs domaines d'application
1.3. Robots en milieu hospitalier : cas d’usage et évolution
1.4. Technologies utilisées dans les robots de transport
1.5. Limites des systèmes actuels et besoins non satisfaits
Chapitre II : Étude et conception du robot
2.1. Analyse des besoins en milieu hospitalier
2.2. Définition des fonctionnalités du robot
2.3. Choix des composants matériels (Arduino, capteurs, moteurs…)
2.4. Architecture générale du système
2.5. Conception de l’algorithme de navigation et de contrôle
2.6. Schémas électriques et mécaniques
Chapitre III : Réalisation du prototype
3.1. Assemblage des composants
3.2. Programmation du microcontrôleur
3.3. Intégration des modules de navigation et détection
3.4. Création d'une interface de commande (si applicable)
3.5. Problèmes rencontrés et solutions apportées
Chapitre IV : Tests et évaluation
4.1. Méthodologie de test du robot
4.2. Résultats obtenus sur le terrain ou en environnement simulé
4.3. Analyse des performances (précision, autonomie, fiabilité, etc.)
4.4. Limites du prototype et perspectives d’amélioration
Conclusion générale
Résumé des résultats
Évaluation de l’atteinte des objectifs
Recommandations pour les futurs travaux
Apport du projet au domaine médical ou technologique
Hypothèses
Il est possible de concevoir et de réaliser un prototype de robot autonome multifonctionnel, capable d’assurer efficacement le transport automatisé de médicaments en milieu hospitalier, en utilisant des technologies simples, économiques et adaptées au contexte de l’Hôpital Général de Goma. Une telle solution contribuerait à améliorer la logistique interne, réduire les erreurs humaines, et optimiser l’utilisation des ressources humaines au sein de l’hôpital.Méthodes
La réalisation de ce travail suivra une approche méthodologique rigoureuse, structurée en plusieurs phases complémentaires :1. Analyse des besoins hospitaliers
Une première étape consistera à identifier les besoins logistiques dans les hôpitaux en général, en mettant un accent particulier sur le transport interne des médicaments. Cette analyse tiendra compte des contraintes fréquentes telles que les distances, les délais, la sécurité et la disponibilité du personnel.
2. Recherche documentaire
Des recherches seront menées sur les solutions existantes en matière de robots mobiles autonomes dans les milieux hospitaliers, en analysant les technologies déjà utilisées, leurs limites, ainsi que leur pertinence dans les contextes à faibles ressources.
3.Conception du système robotique
Sur base des données collectées, le système du robot sera conçu. Cela inclura :
La définition des fonctions principales (navigation autonome, détection d’obstacles, transport sécurisé, etc.).
Le choix des composants électroniques et mécaniques adaptés (carte microcontrôleur, capteurs, moteurs, châssis, batterie, etc.).
La conception de l’algorithme de contrôle et des schémas fonctionnels du système.
4. Réalisation du prototype
Un prototype fonctionnel sera assemblé à l’aide des composants sélectionnés. Il comprendra une unité de traitement, un système de mobilité, une interface de commande et un compartiment sécurisé pour le transport des médicaments.
5. Phase de test et amélioration
Le prototype sera testé dans un environnement simulant les conditions hospitalières générales. Des scénarios réels seront simulés pour évaluer la fiabilité, l’autonomie, la réactivité, et la facilité d’utilisation du robot. Des améliorations seront apportées en fonction des résultats.
Bibliographie
Bibliographie ProvisoireSiegwart, R., Nourbakhsh, I. R., & Scaramuzza, D. (2011). Introduction to Autonomous Mobile Robots (2nd ed.). MIT Press.
→ Référence de base sur les principes de navigation, perception et commande des robots mobiles.
McComb, G. (2018). Arduino Robot Bonanza. McGraw-Hill Education.
→ Ouvrage pratique sur la construction de robots à base d’Arduino, avec exemples de capteurs et d’algorithmes.
Tiwari, R., Shukla, A., & Tiwari, S. (2020). Smart Healthcare Systems Based on IoT and Robotics. Springer.
→ Présente les nouvelles technologies robotiques et IoT appliquées au secteur médical.
Barrett, S. F., & Pack, D. J. (2012). Arduino Microcontroller Processing for Everyone! Morgan & Claypool Publishers.
→ Manuel technique pour la programmation des microcontrôleurs Arduino dans des projets réels.
Nejat, G. & Moshfeghi, M. (2019). Robots in Healthcare. In Springer Handbook of Robotics.
→ Chapitre sur les robots utilisés en milieux médicaux et leurs applications.
Kroemer, K. H. E. (2001). Ergonomics: How to Design for Ease and Efficiency. Prentice Hall.
→ Utilisé pour réfléchir à l’interface homme-machine (IHM) et l’ergonomie du système de contrôle.
Documentation officielle Arduino – https://www.arduino.cc
→ Site de référence pour les bibliothèques, schémas, tutoriels, etc.
MIT OpenCourseWare – Robotics – https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-141-robotic-science-and-systems-i/
→ Cours libre d'accès avec vidéos et notes sur la robotique mobile avancée.
Directeur & Encadreur
Directeur: BARAKA Olivier MUSHAGEEncadreur: Johnson KISAMBA
Status
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON