Dynamique prédictive et modélisation articulaire pour le développement d'un moteur de positionnement intelligent pour un mannequin virtuel: application en ergonomie virtuelle et en réadaptation

本研究计划是在虚拟人体模型的基础上发展人类运动的模拟和预测模型，也是发展人类病理学运动的实验室分析的模拟和预测模型。人体动力学模拟模型主要应用于三个领域：动画、虚拟人体工程学和适用于肌肉运动问题的生物医学领域。在两个主要领域中的逻辑和方法是不完整的，既需要Au引导节段间系统的肌肉代表，也不需要通过膝关节软骨滑膜的可变形结构进行关节活动，也不需要与膝关节接触的真实条件。这三个方面对生产不可靠和不可靠的模拟有重要贡献。à l'opposé les logiciels de simulation musculosquelettique nécessitent la mesure de la cinématique précise du corps ainsi que des forces de contacts avec l'elementation.这些模型都是对称的，并且不具有病理学方面的意义，也不具有视觉感觉和控制稳定性。在虚拟人体模型模拟的商业逻辑中，可验证性和可信赖性方面仍然是不存在的。实际上，姿势预测算法通过不同程度的自由度（自由度）对人体模型的定位有局限性，特别是在人体模型中，这种情况更常见。这种纯粹的“几何学”位置构成了一种劳动力，并且可以直观地使用。这是保证人体姿势正常化的生物医学行为的重要方面。Parmi ces aspects，notons le comportement « visuomoteur » humain pour la saintage et la préhension des objets（ex. contrôle de l'équilibre postural，et vitesse du movement），les constraintes physiologiques des pneumatic du mannequin（ex. rythme de l'épaule，absorption des efforts），la relation entre la préhension et les objets à saisir et la tâche à effectuer，ainsi que la modélisation des forces de contact multiple par rapport à l'enquement. Notre défi majeur ici est de débéper un modèle de mannequin virtual dynamique permettant de prédire une dynamique de movements acquisibles et répétables. Ceci nous permettra de décurper des simulateurs haptique dans mon laboratoire（simulateur d'un tapis haptique pour la马尔凯et un simulateur de propulsion en fauteuil roulant）for leurs utilisations dans les champs d'ergonomie virtuelle et de réadaptation personnalisée avec nos partenaires clinique et industrielles.

Mon programme de recherche se situe dans le développement de modèles de simulation et de prédiction du mouvement humain plausible et répétable basé sur un mannequin virtuel, ainsi que le développement de simulateur haptique pour l'analyse en laboratoire de mouvement pathologique humain. Les modèles de simulation de la dynamique du corps humain sont utilisés dans trois domaines spécifiques: l'animation, l'ergonomie virtuelle et le domaine de la biomécanique adapté aux troubles musculosquelettiques. Les logiciels et outils développées dans les deux premiers domaines n'intègrent généralement ni la représentation musculaire nécessaire au pilotage du système inter-segmentaire, ni les dissipations des efforts articulaires par les structures déformables tél le cartilage synovial du genou, ni encore les conditions réalistes de contacts avec l'environnement. Ces trois aspects manquants contribuent souvent à produire des simulations non plausibles et non répétables. à l'opposé les logiciels de simulation musculosquelettique nécessitent la mesure de la cinématique précise du corps ainsi que des forces de contacts avec l'environnement. Ces modèles sont souvent symétriques et n'intègrent aucunement l'aspect pathologique ni le sens sensorimoteur de la vision et celui de la stabilité pour le contrôle. Les aspects de plausibilité et répétabilité sont encore très mal définis ou inexistants dans les logiciels commerciaux de simulation des mannequins virtuels. En effet, les algorithmes de prédiction posturale se limitent généralement à positionner le mannequin via ses différents degrés de liberté (DDL) à des endroits spécifiques dans l'environnement et ce, le plus souvent manuellement. Ce positionnement purement «géométrique» constitue un travail laborieux et peu intuitif pour la plupart des utilisateurs. Ces logiciels négligent plusieurs aspects importants du comportement biomécanique humain qui assurent normalement la plausibilité de la posture. Parmi ces aspects, notons le comportement « visuomoteur » humain pour la saisie et la préhension des objets (ex. contrôle de l'équilibre postural, et vitesse du mouvement), les contraintes physiologiques des DDL du mannequin (ex. rythme de l'épaule, absorption des efforts), la relation entre la préhension et les objets à saisir et la tâche à effectuer, ainsi que la modélisation des forces de contact multiples par rapport à l'environnement. Notre défi majeur ici est de développer un modèle de mannequin virtuel dynamique permettant de prédire une dynamique de mouvements plausibles et répétables. Ceci nous permettra de développer des simulateurs haptique dans mon laboratoire (simulateur d'un tapis haptique pour la marche et un simulateur de propulsion en fauteuil roulant) pour leurs utilisations dans les champs d'ergonomie virtuelle et de réadaptation personnalisée avec nos partenaires clinique et industrielles.