[6 Questions à] Juan Sandoval, NExT Talent au service de la robotique médicale

Pouvez-vous présenter votre parcours en quelques mots ?

Je mène mes activités de recherche dans le domaine de la robotique médicale, avec un focus particulier sur les robots collaboratifs et l’interaction physique homme-robot. Ingénieur en mécatronique et titulaire d’un doctorat en robotique, mes travaux portent sur la modélisation, la conception et la commande d’assistants robotiques destinés à accompagner les praticiens dans leurs gestes médicaux, notamment en chirurgie mini-invasive, en chirurgie orthopédique et lors d’interventions percutanées.

Depuis 2024, je porte le projet NExT Talents PercuCob, qui vise à développer un assistant robotique collaboratif pour les gestes percutanés échoguidés.
 

Pourquoi avoir candidaté à l'AAP NExT Talents ? 

Le site nantais offre un environnement particulièrement favorable au développement d’un projet comme PercuCob. Il réunit au LS2N des expertises complémentaires en robotique, en imagerie médicale et en facteurs humains, tout en bénéficiant d’un écosystème hospitalier d’excellence autour du CHU de Nantes.

Ma motivation était double. D’une part, rejoindre un environnement scientifique capable de soutenir un projet ambitieux à l’interface entre modélisation robotique, commande avancée et interaction homme-robot. D’autre part, travailler en lien étroit avec les cliniciens afin de co-construire des solutions à partir des besoins réels du terrain. L’AAP NExT Talents représentait une opportunité structurante pour développer une recherche véritablement interdisciplinaire, avec un objectif clair : rendre les gestes percutanés plus sûrs, plus précis et plus ergonomiques. 

Quelles sont les activités que vous avez menées au sein de votre laboratoire ?

Au sein du LS2N, nous avons structuré le projet autour de trois axes de recherche complémentaires.

Le premier axe concerne la conception d’une architecture robotique dite « macro-mini », combinant un robot de positionnement global et un mécanisme de guidage fin intégrant l’instrument de ponction. Afin de dimensionner la solution au plus près des besoins cliniques, nous avons mené, en collaboration avec le laboratoire MIP, le cluster FAME de NExT et des praticiens du CHU de Nantes, une étude du geste médical et de ses contraintes en situation réelle.

Le deuxième axe porte sur le développement de stratégies de commande collaborative permettant une interaction fluide, intuitive et sécurisée entre le praticien et le robot. Nous travaillons notamment sur des approches d’impédance/admittance ainsi que sur une commande hybride position/force, notamment pour le pilotage d’un second robot dédié au maintien et au positionnement de la sonde d’échographie.

Enfin, le troisième axe vise l’intégration d’un guidage haptique du geste médical à partir des informations issues de l’imagerie échographique. Cet axe s’appuie sur des collaborations internes avec l’équipe SIMS du LS2N, ainsi que sur des partenariats internationaux, notamment avec le laboratoire CAMP de la Technical University of Munich (TUM).

En parallèle, le projet a également conduit à la mise en place d’une plateforme expérimentale de robotique médicale au sein du LS2N, sur le site de Centrale Nantes, destinée à la validation des approches développées en conditions proches du contexte clinique. 
 

Quelles compétences apportez-vous ?

D’un point de vue scientifique et technique, j’apporte une expertise en conception et optimisation de systèmes robotiques pour des applications médicales, ainsi qu’en commande pour l’interaction physique intuitive et sécurisée entre l’humain et le robot. Elle s’inscrit dans la continuité de mes travaux de recherche, illustrés par mes publications scientifiques et ma participation à des projets collaboratifs nationaux et internationaux.

Mon parcours m’a également permis de développer une forte capacité à travailler en collaboration étroite avec des praticiens hospitaliers issus de différentes spécialités. Malgré les différences de culture et de langage entre le monde médical et le monde de la robotique, j’ai appris à analyser les besoins cliniques, à comprendre les contraintes du geste médical et à les traduire en solutions robotiques concrètes et pertinentes.

C’est précisément cette approche centrée sur l’usage et la co-construction avec les cliniciens que je souhaite apporter et renforcer dans le cadre du projet PercuCob, afin de développer un assistant robotique réellement adapté aux pratiques hospitalières et aux besoins du terrain.
 

Quelles sont les avancées scientifiques que vous avez obtenues ?

Depuis le lancement du projet, nous avons notamment développé une première version d’une architecture robotique macro-mini dédiée à l’assistance aux gestes percutanés, constituant une étape clé dans la faisabilité du concept PercuCob.
Une deuxième version du robot de guidage est actuellement en cours de conception afin d’améliorer ses performances et de procéder à son intégration avec l’imagerie échographique.

Au-delà des résultats techniques, le projet a eu un véritable effet levier en matière de structuration scientifique : il a permis d’initier de nouvelles collaborations interdisciplinaires au sein du LS2N et avec le laboratoire MIP, ainsi que le lancement d’une thèse en co-encadrement avec la Technical University of Munich (TUM), renforçant l’ancrage international du projet.
 

Comment envisagez-vous la suite de votre carrière scientifique ?

À plus long terme, mon objectif est de contribuer à positionner l’écosystème nantais comme un acteur majeur dans le développement de la prochaine génération de cobots médicaux [...] et d’ouvrir la voie à des applications cliniques encore peu explorées en robotique médicale.

Mon ambition est de poursuivre mes recherches dans le domaine de la robotique médicale collaborative, en développant des systèmes robotiques capables d’améliorer la précision, l’ergonomie et la sécurité des gestes médicaux, tout en maintenant le praticien au centre de la prise de décision et du geste.

Dans la continuité de PercuCob, j’envisage d’explorer plusieurs axes de recherche, notamment la conception de solutions robotiques plus polyvalentes et complexes, capables d’assister des procédures impliquant plusieurs instruments, une intégration plus étroite avec l’imagerie médicale multimodale, ainsi que le développement de stratégies de commande avancées intégrant assistance intelligente, guidage haptique et personnalisation du geste en fonction du contexte clinique.

À plus long terme, mon objectif est de contribuer à positionner l’écosystème nantais comme un acteur majeur dans le développement de la prochaine génération de cobots médicaux, conçus comme de véritables partenaires du geste, et d’ouvrir la voie à des applications cliniques encore peu explorées en robotique médicale.