Contribution du tenseur d'inertie à la perception et au contrôle de l'orientation d'un geste pluri-articulé de pointage

par Delphine Bernardin

Thèse de doctorat en Sciences du sport, de la motricité et du mouvement humain

Sous la direction de Benoît G. Bardy et de Brice Isableu.


  • Résumé

    Plusieurs études (Pagano et al. , 1995; 1996; Garrett et al. , 1998) suggèrent que le contrôle kinesthésique de la direction de nos membres est basé sur l'exploitation des propriétés géométriques de la distribution des masses, i. E. Le vecteur propre (e3) du tenseur d'inertie (Iij). Ce travail a pour objectif d'examiner si cette variable collective, résumant la direction des masses d'un membre pluri-articulé, est exploitée dans le contrôle kinesthésique des gestes de pointage. Les expérimentations indiquent que les performances finales de pointage de la main varient avec l'orientation prédite de e3. Cependant, l'existence d'une variabilité interindividuelle révèle deux types de comportements: l'un renvoyant à une exploitation de e3, l'autre à une compensation de l'altération de la distribution des masses du membre. L'existence de différents comportements, dont un relevant d'une exploitation du vecteur propre, est aussi observée lors de l'analyse cinématique du mouvement. Néanmoins, ces constats sont effectués uniquement pour un moment gravitaire du bras maximal. Par ailleurs, un modèle d'optimisation est développé afin de simuler une trajectoire pour laquelle les résistances aux accélérations de rotations sont minimisées. Les résultats indiquent l'existence de stratégies lorsque les mouvements sont soumis à des charges importantes, dont une relevant de l'exploitation du chemin de moindre résistance aux inerties. Cette étude révèle que le vecteur propre est exploité en fonction des contraintes de la tâche et des individus, afin de percevoir et contrôler soit la position finale, soit la trajectoire de pointage, ou dans l'optique de minimiser les résistances aux inerties.

  • Titre traduit

    Contribution of the inertia tensor to the perception and the control of multi-jointed arm pointing movement


  • Résumé

    Several studies (Pagano et al. , 1995; 1996; Garrett et al. , 1998) suggest that the kinaesthetic control of our members' direction is based on the exploitation of the geometrical properties of the masses distribution, i. E. The eigenvector (e3) of the inertia tensor (Iij). This work aims to examine whether this collective variable, summarizing the masses direction of a multi-jointed limb, is exploited in the kinaesthetic control of the pointing movement. The experimentations indicate that the end pointing performances of the hand vary with the predicted orientation of e3. However, the existence of an inter-individual variability reveals two types of behaviours: one corresponding to an exploitation of e3, the other to a compensation of the alteration of the mass distribution. The existence of various behaviours, including an exploitation of the e3 eigenvector, is also observed in the kinematics features of the movement. Nevertheless, these reports are observed only for a maximum arm's momentum gravity. In addition, a model of optimization is developed in order to simulate a trajectory for which resistances to accelerations of rotations are minimized. The results indicate the existence of different strategies when the movements are subjected to significant loads, of which of one of them conforms to the model of exploitation of minimum inertia resistance trajectory. This study reveals that the eigenvector is exploited according to the constraints of the task and the perceptual profile of individuals, in order to perceive and control either the end position, or the trajectory of pointing, or in the purpose to minimize resistances to inertias.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 238 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 198-225

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)305
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