Contribution à l'étude des activités sensori-motrices : développement d'un modèle neuromimétique et robotique

par Yves Coiton

Thèse de doctorat en Neurosciences et comportement

Sous la direction de Jean-Pierre Roll.

Soutenue en 1992

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Le theme central de ce travail concerne l'etude des mecanismes nerveux qui regissent les activites motrices orientees dans l'espace de prehension. Cette etude est abordee a l'aide de methodes de modelisation et de simulation mettant en uvre des reseaux de neurones formels. Nous avons developpe et simule, selon cette methodologie, un modele des activites sensorimotrices capable de faire accomplir a un bras artificiel des mouvements oriente (pointage et poursuite) et de lui faire reproduire des formes motrices apres apprentissage. Notre modele est compose de reseaux de neurones formels comprenant deux modules: un module sensoriel recevant et traitant les donnees sensorielles, et un module moteur dirigeant les mouvements d'un bras artificiel. Chaque cellule du module sensoriel recoit, a la fois, les signaux proprioceptifs issus des articulations, et les signaux exteroceptifs issus d'une modalite visuelle. Cet etage sensoriel est connecte a l'etage moteur par des synapses adaptatives qui realisent un lien entre une activite motrice et ses consequences sensorielles. Les simulations montrent qu'apres une periode d'apprentissage actif, une cartographie topologique emerge dans le reseau sensoriel selon un processus d'auto-organisation et forme une representation associative des espaces corporel et extra-corporel. A l'issue de cette meme periode, la coordination sensorimotrice construite au niveau des jonctions liant les cellules sensorielles et motrices, est telle que le bras artificiel est alors capable d'effectuer un mouvement dirige vers une cible reperee dans son espace d'evolution. Nous montrons egalement que les representations emergentes dependent dans leur forme, de la nature et du nombre des modalites sensorielles impliquees, ainsi que du mode d'exploration de l'espace d'evolution. L'association a notre modele d'un reseau capable de memoriser et reproduire des sequences temporelles, nous a permis de faire effectuer au bras des taches morphocinetiques. L'application de notre modele a la gestion d'un bras robotise illustre les capacites d'un modele neuromimetique a gerer un systeme mecanique evoluant dans le monde physique et a s'y adapter

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