Détermination du critère minimisé spontanément lors de la course - approche par synthèse optimale

 

Mickael Begon

Université de Montréal

 

Domaine : techniques, mesures, systèmes

Programme établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2010-2011

Lors de l'optimisation du mouvement humain ou de la synthèse de nouvelles gestuelles, un critère de moindre effort ou dépense énergétique est minimisé. Si ces critères s'expliquent en robotique pour le contrôle des machines, ils ne correspondent pas au critère que le système nerveux optimise spontanément. L'objet de ce projet de recherche est de tenter de caractériser ce critère spontané lors de la course avec ou sans obstacles.

Le travail se découpe en une phase expérimentale où une attention particulière est apportée sur la modélisation du pied, segment à l'interface avec le sol tant pour l'amortissement des impacts que la propulsion. Ce dernier est modélisé en trois segments et les efforts de contact sont mesurés sous chacune des parties à l'aide de plateformes de force de faible largeur. La cinématique articulaire est reconstruite à partir d'une chaîne articulée, de marqueurs redondants et d'un filtre de Kalman étendu afin d'ajuster la complexité du système.

Par la suite, le modèle de simulation est généré par un algorithme récursif des équations de Newton-Euler. Des contraintes diverses sont définies sur les amplitudes articulaires, les couples articulaires volontaires maximaux, mesurés sur un dynamomètre isocinétique, et des contraintes propres à l'unilatéralité des forces de contact et à l'évitement d'obstacle. Le modèle intègre également une fonction pour le couple passif dû à l'étirement des tissus conjonctifs péri-articulaires.