Simulation du mouvement volontaire du membre supérieur humain par interpolation numérique
BRUNEL
Type de document
RAPPORT DE STAGE
Langue
francais
Auteur
BRUNEL
Résumé / Abstract
L'objectif de ce travail était de mettre au point une simulation numérique de la posture d'atteinte volontaire du membre supérieur humain, c'est-à-dire libre de toutes contraintes autres que la position du point à atteindre. Partant du principe d'une méthode de cinématique inverse basée sur l'observation, la simulation se devait d'être réaliste et compatible avec les exigences liées à son implantation dans le modèle biomécanique MAN3D utilise aux bureaux d'études. La principale difficulté était la redondance de la structure musculo-squelettique du membre, système mécanique poly articulé a neuf degrés de liberté. La dépendance de la posture d'atteinte et sa variabilité intra-individuelle ont été étudiées in-vivo. L'analyse statistique des angles articulaires a permis de quantifier le degré de reproductibilité de l'attitude d'atteinte d'une même cible, et de définir les paramètres significatifs à prendre en compte dans la simulation. Plusieurs méthodes numériques ont été testées sur un échantillon de gestes. Une interpolation s'appuyant sur une base de données de postures réelles a été retenue. Par ailleurs, la simulation devant s'appliquer a n'importe quel individu, une méthode de normalisation basée sur l'anthropométrie a été mise au point. Celle-ci consiste a définir les paramètres (point ou centre articulaire) dans un repère de travail approprie, et a nommer leurs coordonnées par une dimension du corps humain. Une base de données a été créée et contient un millier de postures d'un sujet atteignant les points d'une sphère centrée sur l'épaule. L'observation détaillée des variables angulaires a montre les corrélations possibles entre les paramètres du mouvement, et donne une estimation de la reproductibilité. Une simulation procédant par étapes successives a été adoptée et testée sur de nouveaux échantillons de gestes de deux sujets. La qualité des résultats s'avère encourageante, mais la base de données doit être complétée pour couvrir tout le domaine de préhension. Doctorat de mécanique, Université Lyon I : discipline : mécanique des solides, directeur de thèse : Professeur DIMNET Joannes, encadré par JP VERRIEST/LBMC.
