Modelisation dynamique du mouvement de prehension : assistance a la manipulation en milieu encombre

• Auteur / Autrice : Nasser Rezzoug
• Direction : Philippe Gorce
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Les travaux entrepris dans ce memoire sont relatifs a la proposition d'une demarche de controle d'un modele 3d anthropomorphique de la main lors de mouvements de manipulation en milieu encombre en vue de l'application aux aides techniques robotisees dans le cadre du handicap. La demarche retenue consiste a exploiter des donnees experimentales portant sur la manipulation afin de proposer des outils de simulation et de controle inspires du comportement humain. Celle-ci s'articule autour de plusieurs points. Le premier consiste a caracteriser de maniere experimentale les gestes executes par un sujet dans le cadre d'un environnement encombre afin de determiner les classes de mouvements adoptes et de les caracteriser de maniere qualitative et quantitative. A la suite de cette premiere etape, un modele 3d anthropomorphique de la main a ete mis au point. Ses caracteristiques tant morphologiques que cinematiques ont ete determinees par une etude minutieuse de la litterature biomecanique. Un controle de la cinematique des doigts est associe au modele et permet de determiner le mouvement des doigts en tenant compte de contraintes biomecaniques. Outre les mouvements des doigts, nous proposons un ensemble d'algorithmes permettant d'assurer la coordination de leur action lors de la manipulation d'un objet, en assurant d'une part son mouvement et d'autre part son equilibre dynamique. Ce controle est base sur la resolution d'un probleme d'optimisation dont les parametres ont ete etudies. Des contraintes specifiques portent sur l'action de la main sur l'objet en tenant compte de l'action du support sur ce dernier lors de mouvements de pousser et de basculement. Enfin, tous les elements mis en place sont integres dans un modele globale de controle. Celui-ci est de type hierarchique. Il s'inspire de l'organisation des grandes fonctions du systeme nerveux humain et prend en compte les aspects d'organisation du mouvement et de commande motrice de la main. A partir d'une decomposition multiphase d'un geste complet compose de mouvements elementaires, le modele est applique. De nombreux resultats de simulation sont fournis pour chaque composante du modele et lors de l'accomplissement d'un geste complexe.