Modélisation du système vestibulaire et modèles non-linéaires de perception de l'orientation spatiale

par Pierre Selva

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Yves Gourinat et de Jean-François, de Lauzun.

Soutenue en 2009

à Toulouse, ISAE .


  • Résumé

    L'oreille interne est un organe fascinant du corps humain. Elle contient des organes sensoriels très précis et hypersensibles, ce qui lui permet de jouer un rôle majeur dans la perception de nos mouvements et de notre orientation spatiale. Dans un premier temps, ce travail de thèse a porté sur la modélisation du fonctionnement des senseurs d'orientation de l'oreille interne. Un démonstrateur type « Réalité Virtuelle » a été développé sous Matlab/Simulink afin de visualiser en temps réel l'état de chaque senseur. Une modélisation plus détaillée par éléments finis et tenant compte d'interactions fluide/structure a permis d'étudier la dynamique des fluides au sein de chaque capteur ainsi que le déplacement de membranes - éléments clés permettant de coupler le déplacement du fluide avec la stimulation de cellules sensorielles. Dans un second temps, ce travail de thèse s'est orienté vers le développement de modèles non-linéaires et tridimensionnels de perception de l'orientation spatiale. Ces modèles supposent que notre cerveau estime/calcul nos perceptions d'orientation, de vitesse, et d'accélération de façon « optimale ». Par conséquent, les modèles développés se sont appuyés sur deux techniques d'estimation non-linéaires basées sur le filtre de Kalman (« Extended Kalman filter » & « Unscented Kalman filter »). En réponse à différent profils de stimulation, ces modèles permettent de prédire diverses illusions sensorielles connues dans le monde de l'aéronautique. En tant qu'applications potentielles, ces modèles pourraient être utilisés d'une part lors d'investigation de crash d'appareil afin de détecter si le pilote a été sujet à un phénomène de désorientation spatiale, et d'autre part pour le développement d'algorithmes de contrôle des simulateurs de vols.

  • Titre traduit

    Modeling of the vestibular system and nonlinear models for human spatial orientation perception


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Informations

  • Détails : 1 vol. (199 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 156-162

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : ISAE-SUPAERO Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace. Service documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009/18 SEL
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