Analyse biomécanique et simulation du mouvement de préhension en milieu encombré

par Patrice Bendahan

Thèse de doctorat en Sciences du sport

Sous la direction de Philippe Gorce.


  • Résumé

    Les travaux entrepris dans ce mémoire sont relatifs à l’analyse et la simulation du mouvement de préhension en milieu encombré. Le premier objectif est de contribuer a une meilleure compréhension des processus et stratégies mis en jeu par le système nerveux central dans la réalisation de taches de préhension avec obstacles. Le second consiste à proposer une architecture originale de simulation et de prédiction du geste appliquée à une structure polyarticulée anthropomorphique 3d représentative du tronc et du membre supérieur. Nous avons étudie l’influence de la présence d’un obstacle sur l’organisation du mouvement. La composante de transport et celle de saisie ont été étudiées spécifiquement. Nous suggérons que la planification de la phase de transport se fait au travers de points de passage sensoriels mis en évidence par des paramètres biomécaniques reflétant l’état sensoriel du système. Nous avons démontré que les unités motrices du tronc, du bras et du poignet sont indépendantes. L’étude de la phase de saisie a permis de démontrer que sa planification était en étroite relation avec l’environnement et la phase de transport. L’existence d’une coordination spatio-temporelle entre les deux composantes a donc été identifiée. Un modèle tridimensionnel représentatif du corps humain a ainsi été associé à une architecture multi-réseaux pour reproduire et prédire la programmation motrice du geste de préhension en présence d’obstacles. Notre attention s’est portée sur deux phases: la phase de planification de l’ensemble des paramètres posturaux caractérisant le geste au travers des deux composantes de transport et de prise et la phase de coordination de ces deux composantes.

  • Titre traduit

    Biomecanical analysis and modelling of prehension movement in a unstructured environment


  • Résumé

    The studies undertaken in this report focused on the analysis and modeling of the prehension movement in unstructured environment. From experimental data, the first aim is to use biomechanics to provide a better understanding of the processes and strategies involved by the central nervous system during prehension tasks with obstacle avoidance. The second is to propose an original architecture in order to model and predict the movement applied to a 3d anthropomorphic poly-articulated structure representing the trunk and upper limb. We studied the influence of an obstacle on movement organization. The reach and grasp components were especially investigated. We suggested that the planning of the transport phase is made through “sensory via points” corresponding to biomechanical parameters which reflected the sensorial state of the system. More over, we demonstrated that the trunk, arm and wrist motor units were independent. The grasp component analysis showed that its planning was strongly linked with the environment and the reach component. These results proved the existence of a state – space control between these two components. The tridimensional model was associated to a multi-network architecture, in order to reproduce and predict the motor program of the prehension task with obstacle avoidance. More precisely, we focused our attention on two distinct steps: the planning of all the postural parameters relative to the movement trough the reach and grasp components on the one hand, and the coordination of these two phases on the other hand. Many modeling results are available for each component of the model, and during the realization of a complex movement.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 209-233

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)246
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