Le stawiilomètre

Le stawiilomètre

Le stawiilomètre

We describe here a way two build something like a stabilometer by sticking a wiimote under an unstable plateform.

Le Stabilomètre de Bessoux

Le stabilomètre du professeur Bessoux est une plate-forme de force permettant l’enregistrement de la trajectoire du centre des pressions d’une personne se tenant debout sur la plate-forme. La trajectoire du centre des pressions renseigne sur la qualité de l’équilibration de la personne.
L’épreuve consistant à enregistrer l’évolution d’une personne en équilibre statique debout sur la plate-forme est appelée stabilométrie statique. La wiiplate permet de réaliser de la posturogrphie statique et ce principe est utilisé dans les jeux de fitness par exemple.

Il existe aussi une version dynamique du stabilomètre, placé sur une sorte de plate-forme à bascule. Pour sensibiliser le sujet, on le place sur une plate-forme qui est placée en déséquilibre sur deux arcs de cylindre (deux « roues »). On enregistre alors la trajectoire du centre des pressions en déséquilibre antéro-postérieur ou latéral.

Pour en savoir plus :

  • site de la société Satel : http://www.satel-posture.com/
  • exemple d’application en staps : ANALYSE COMPARATIVE DES OSCILLATIONS CORPORELLES DE DANSEURS ET DE SPORTIFS SUR PLATEFORME À BASCULE : INTÉRÊTS DE CETTE TECHNIQUE de Golomer et al. (http://visio.univ-littoral.fr/revue-staps/pdf/304.pdf)

Le stawiilometer dynamique

Principe

Le problème est qu’un stabilomètre coûte très cher, est principalement un outil de diagnostic clinique et de rechercher,  et n’est donc pas vraiment accessible pour effectuer des travaux dirigés à l’université. Nous proposons donc en fait de détourner un outil technologique grand public maintenant banal, une télécommande de console de jeux Wii (20 euros ?), pour construire un stabilomètre dynamique.
Cette télécommande permet en effet d’obtenir des données tout à fait intéressante par le biais d’une liaison sans fil BlueTooth :

  • l’inclinaison de la télécommande sur trois axes de rotation
  • les accélérations linéaires sur trois axes X, Y, Z linéaires.

Nous allons montrer que ces données sont tout à fait utilisables pour faire de la stabilométrie : nous allons tout simplement attacher la télécommande sous une plate-forme à bascule puis recueillir les données avec un ordinateur.

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Choses et autres utiles pour R

(page en perpétuelle construction)

Comment obtenir de l’aide sur une fonction ?

Pour obtenir de l’aide sur la fonction appelée « fonction » Il suffit :

  • de taper ?fonction
  • de taper help(fonction)

Comment écrire des commentaires dans un script ?

Un commentaire est une ligne de code qui n’est pas exécutée et qui n’a aucun effet. Les commentaires sont utiles pour rendre compte de ce que fait le script, surtout s’il doit être lu ou modifié par d’autres personnes.
Il faut utiliser deux signe « # » à la suite :

## ceci est un commentaire

Quelle est la différence entre « = » et « == »?

Le « = » est un opérateur d’affectation comme « <-« , il permet par exemple de donner une valeur à une variable :

 > Z= 2 ;
 > Z
 [1] 2

Le « == » est un opérateur de comparaison qui permet de savoir si une valeur est égale à une autre :

> Z = 2 ;
> Z == 2 ;
 [1] TRUE

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Variables statistiques

Définitions ?

  • Pour la définition générale d’une variable voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Variable
  • Les statistiques utilisent le concept de variable aléatoire. Pour la définition, un peu complexe, de telles variables voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/Variable_al%C3%A9atoire

Variables aléatoires discrètes et continues

Une variable aléatoire discrète est une variable aléatoire qui ne peut prendre que des valeurs particulières, c’est à dire un nombre fini ou dénombrable fini de valeurs. Une variable aléatoire continue peut elle prendre un nombre infini non dénombrable de valeurs.   – Exemples de variables aléatoires discrètes : Le résultat d’un lancer de dé, l’année de naissance, le nombre de personnes qui votent pour un candidat lors d’une élection.   – Exemple de variables aléatoires continues : La VO2 max, le temps mesuré sur une performance, le résultat du dosage d’un produit etc…

Variables aléatoires qualitatives et quantitatives

Nous avons précédemment vu la différence entre une variable aléatoire discrète et une variable aléatoire continue. Une variable aléatoire qualitative à une seule classe est une variable qui indique la présence ou l’absence d’une propriété chez un individu. Un pourcentage est obtenu à partir du comptage des valeurs d’une variable aléatoire qualitative. Par exemple, le pourcentage de personnes qui répondent « oui » à une question lors d’un sondage résulte du comptage des individus qui ont la propriété de répondre « oui ». La variable qualitative ne peut donc prendre que deux valeurs « oui » ou « non ». Une variable aléatoire quantitative est une mesure quantifiée chez les individus qui peut prendre plusieurs valeurs. On peut par exemple citer le poids, une note, un temps, une hauteur de saut etc… Une variable aléatoire quantitative peut être à valeurs discrètes (note entre 0 et 20, nombre de points etc…) ou à valeurs continues (temps, hauteur par exemple). Une variable aléatoire qualitative concernant une propriété peut être à deux classes (pile/face, oui/non, gagne/perd), mais également comporter plusieurs classes (couleurs, numéro de l’équipe, vote pour/contre/sans opinion etc..)

Variables dépendantes et indépendantes

En statistiques, une variable indépendante est un paramètre ou une caractéristique pouvant prendre au moins deux valeurs différentes dont la variation influence la valeur d’une ou de plusieurs autres variables, à savoir, les variables dépendantes. On l’appelle variable indépendante parce qu’elle ne dépend pas du sujet observé. Il existe deux types de variables indépendantes: les variables indépendantes invoquées et les variables indépendantes contrôlées (ou provoquées). Les variables indépendantes invoquées sont existantes dans la nature, elles sont justes recueillis par le chercheur (exemple : le sexe de l’individu, l’âge, etc.). Les variables indépendantes contrôlées sont crées par l’experimentateur (exemple: la luminosité,etc).

On peut parler aussi de variables principales et secondaires: les variables principales sont les variables que l’on manipule pour en connaitre l’effet, alors que les variables secondaires sont manipulées de maniére à ne pas polluer, influencer l’experience. On peut contrôler les variables secondaires en leur donnant une valeur fixe ou par contrebalancement. (Définition wikipédia d’une variable indépendante : http://fr.wikipedia.org/wiki/Variable_ind%C3%A9pendante) »

« En statistiques, une variable dépendante est un paramètre ou une caractéristique pouvant prendre au moins deux valeurs différentes dont la variation est causée par la variation d’une ou de plusieurs autres variables, à savoir, les variables indépendantes. »(Définition wikipédia d’une variable dépendante : http://fr.wikipedia.org/wiki/Variable_d%C3%A9pendante)

Cours « statistiques et outils informatiques » (2009-2010)

CM n°1 :

  • les différents types de variables aléatoires (qualitatives, quantitatives, continues, discrètes…)
  • différence entre statistiques descriptives et inférentielles
  • notion d’échantillonnage
  • les indicateurs de tendance centrale (moyenne, médiane, pourcentage)
  • les indicateurs de variabilité (variance, écart-type)
  • fonctions du tableur associées : MOYENNE(), VAR() etc…

Télécharger le diaporama ICI.

CM N°2

  • retour sur l’échantillonnage
  • la variance d’une moyenne d’un échantillon
  • la notion d’intervalle de confiance
  • fonctions du tableur associées: INTERVALLE.CONFIANCE()

Téléchargez le fichier de données ICI.

Téléchargez le diaporama ICI.

CM n°3 : Tests de comparaisons d’échantillons

  • Tests de comparaison de pourcentages (mesures répétées ou non) : écart réduit
  • Tests de comparaison de moyennes : petits et grands échantillons, séries appariées ou non : écart-réduit et test du t de Student-Fisher.
  • La fonction correspondante du tableur pour le t-test : TEST.STUDENT()

Téléchargez le diaporama du cours : ICI

Profil

www.new.facebook.com

Profil et blog

Publications

– Thèse de Doctorat de l’Université Paris 6 Pierre et Marie Curie.

Articles

– Voir sur HAL

– Voir sur PUBMED

– Voir sur GOOGLE SCHOLAR

Communication et Posters

Voir la page http://blog.hanneton.org/?p=16

Chapitres de livres

  • Roby-Brami A, Hoffmann G, Laffont I, Combeaud M and Hanneton S. Redondance du membre supérieur et compensation des déficiences motrices. In « vision, espace et cognition : fonctionnement normal et pathologique », sous la direction de Yann Coello, Séverine Casalis et Christine Moroni. Presses Universitaires du Septentrion, psychologie, 143-160  (2005).
  • Lenay C., Gapenne 0., Hanneton S. Les prothèses sensorielles basées sur le toucher. Processus et problèmes d’utilisation. Paru dans « Toucher pour connaître, psychologie cognitive de la perception tactile manuelle », Yvette Hatwell, Arlette Streri et Edouard Gentaz pp 287-306 (PUF, 2000).
  • Lenay C., Gapenne O., Hanneton S. et Stewart J. Perception et couplage sensorimoteur : expériences et discussion épistémologique. In A. Drogoul et J.A. Meyer Eds, « Intelligence Artificielle Située » (IAS’99). Hermès Paris, p. 71-86 (1999)
  • Vibert J.F., Hanneton S. A PostScript? and D.P.S C Graphic Library. In New Styles of Computing. D.E.C.U.S. Europe Editors, Genève, pp 69-74 (1991).

Mes cours

(en construction)

Publications : communications et posters

Mes résumés et posters de présentation dans des conférences internationales

Here are my works in international scientific conferences

2009

  • Hanneton S. and Varenne A. Coaching the Wii : evaluation of a physical training experiment assisted by a video game (HAVE 2009 IEEE Meeting, November 7-8, Lecco Italy).
  • Auvray, M., Hoellinger, T., Hanneton, S. and Roby-Brami A. Perceptual weight judgments when viewing own and other’s movements under minimalist conditions of visual presentation. International Multisensory Research Forum –  AbstractPoster JPG

2008

  • Auvray, M., Hoellinger, T., & Hanneton, S. (2008). Sensory substitution and the taxonomy of our sensory modalities. 9th Annual Meeting of International Multisensory Research Forum (IMRF), 16-19 July, Hamburg, Germany.
  • Hoellinger, T., Auvray, M., Roby-Brami, A. & Hanneton, S. (2008). Localisation tasks with a three-dimensional audio-motor coupling based on an electromagnetic motion capture device. 9th Annual Meeting of International Multisensory Research Forum (IMRF), 16-19 July, Hamburg, Germany (poster).
  • S. Hanneton, A Roby-Brami. Cinématique de l’épaule chez des sujets valides, exemple de la propulsion en fauteuil roulant. Structure et dynamique de l’épaule: de la fonction à la physiopathologie, GDR-STIC Santé, 21 janvier 2008.

2007

  • Robertson J, Hoellinger T, Hanneton S, Roby-Brami A Use of audio motor learning for the rehabilitation of upper limb reaching in hemiparetic subjects. Three dimensional sensory and motor space: perceptual consequences of motor action. Smeets J. and Bremmer F. ESF-EMBO Symposium. 6-11 October 2007, Sant Feliu de Guixols, Spain
  • Hoellinger T, Robertson J, Roby-Brami A, Hanneton S, Study of a 3D audio-motor coupling with an electromagnetic motion capture device. Three dimensional sensory and motor space: perceptual consequences of motor action. Smeets J. and Bremmer F. ESF-EMBO Symposium. 6-11 October 2007, Sant Feliu de Guixols, Spain
  • Robertson J, Hoellinger T, Hanneton S, Roby-Brami A Coordination du mouvement du membre supérieur et feedback enrichi chez des patients hémiparétiques. Congrès de la Sofmer (Société française de médecine physique et rééducation), 4-6 Octobre 2007.
  • Hanneton S. Perception pseudo-visuelle avec des dispositifs  de substitution sensorielle visuo-auditifs  : principes et obstacles. journée GDR-STIC-Santé  « Perception non visuelle et action pour non  voyants ». CHU Pitié-Salpêtrière (Paris, France, 11 octobre 2007).
  • Durette B., L. Gamond, S. Hanneton, D. Alleysson, J. Hérault. Biomimetic Space-Variant Sampling in a Vision Prosthesis Improves the User’s Skill in a Localization Task. Conference and Workshop on Assistive Technology for People with Vision and Hearing Impairments CVHI’07, 28-31 août 2007 (Granada, Spain).
  • Hanneton S. Comment l’information et le conseil en aide technique contribuent-ils de manière pertinente au processus d’expression des besoins de la personne?. Audition publique « Acquisition d’une aide technique : quels acteurs, quel processus ? » du 27 au 28 mars 2007 (Evry).
  • T Hoellinger, J Robertson, A Roby-Brami et S Hanneton. Etude du couplage audio-moteur chez des sujets valides par un système de capture du mouvement électromagnétique. GAMEA 2007 (Groupe d’Analyse du Mouvement chez l’Enfant et l’Adulte), Bruxelles : Belgique (08/02/2007)
  • Robertson J, Hoellinger T, Hanneton S, Roby-Brami A Coordination du mouvement du membre supérieur et feedback enrichi chez des patients hémiparétiques. GAMEA, (Groupe d’Etude de la Motricité chez l’Enfant et l’Adulte), Bruxelles, 8-9 fevrier 2007.

2006

  • S Hanneton, C Munoz. Action for perception : influence of handedness in visuo-auditory sensory substitution. Enactive 2006 : Enaction & Complexity, Montpellier : France 73-74 (20/11/2006) .
  • S Dedobbeler, S Hanneton, A Roby-Brami. Analyse cinématique de l’épaule chez des patients hémiparétiques lors de la saisie d’objets pesants. Entretiens de Garches, Garches : France (23/11/2006)
  • Maesani M., Dietrich G., Hoffmann G., Laffont I., Hanneton S., Roby-Brami A. Inverse dynamics for 3D upper limb movements : a critical evaluation from electromagnetic 6D data obtained in quadriplegic patients. ISB Symposium of 3D movement analysis, Valenciennes : France (2006)

2005

  • Dietrich G., Bredin J., Hanneton S., Mégrot F. and Kerlirzin Y. Modelling and simulation of face to face motor activities : a preliminary study. ISPGR 2005, Marseille (2005).
  • E. Guillou, E. Golomer, M. Testa, T. Ohlmann, S. Hanneton. Analysis of the visual field dependence on subjective vertical perception by two classification methods. ISPGR 2005, Marseille, France (2005).
  • Malika Auvray, Sylvain Hanneton, Kevin O’Regan  and Charles Lenay.  Spatial perception via a visual-to-auditory sensory substitution device. European Society for Philosophy and Psychology (ESPP 2005), Lund (11-14 August 2005)
  • Dedobbeler S., Hanneton S. and Roby-Brami A. Weight anticipation in shoulder kinematics during a grasping task.  European Workshop on Movement Science (EWOMS 2005), June 2nd – 4th 2005 in Vienna
  • Alchourroun M. , Hanneton S. , Stewart J. and Lenay C. Dynamics of action/perception coupling in the estimation of the orientation of virtual tactile shapes.  NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COGNITIVE AND NEURAL SYSTEMS (ICCNS 2005), May 18 – 21, 2005.

2004

  • Roux L., Hanneton S. and Roby-Brami A. Shoulder movements during the initial phase of learning manual wheelchair propulsion in able-body subjects.  International Shoulder Group Conference (ISG 2004), august 2004 (Portugal).
  • Hoffmann G., Laffont I., Hanneton S., Roby-Brami A. Shoulder rotations and upper limb coordination in tetraplegic patients.  International Shoulder Group Conference (ISG 2004), august 2004 (Portugal).
  • Malika Auvray, Sylvain Hanneton, Charles Lenay, Kevin Oregan. Exteriorisation in sensory substitution. First Joint Conference of the SOCIETY FOR PHILOSOPHY & PSYCHOLOGY AND THE EUROPEAN SOCIETY FOR PHILOSOPHY & PSYCHOLOGY (SPP and EuroSPP?) in Barcelona July 3-6 2004.
  • M. Auvray, S. Hanneton, JK O’regan and C. Lenay. « Distal attribution in sensory substitution ». The Eighth Conference of the Association for the Scientific Study of Consciousness. University of Antwerp, Belgium, 26-28 June 2004.

2003

  • Malika Auvray, Kevin O’Regan and Sylvain Hanneton. »Localisation, form recognition and emergence of sensation in sensory substitution ». Oral presentation at the 13th conference of the European Society for Cognitive Psychology (ESCoP 2003), Granada, Spain (September 20, 2003).
  • M. Auvray, S. Hanneton and J. K. O’Regan, « Localisation and form recognition in sensory substitution, » poster presentation at 26th European Conference on Visual Perception (ECVP 2003), Paris, France, September 1 – 5, 2003.
  • M. Auvray, J. K. O’Regan et  S. Hanneton. Apprendre à utiliser un dispositif de substitution sensorielle : les différentes étapes. Actes du séminaire « espaces d’action, espaces de perception », Université de Technologie de Compiègne, janvier 2003.
  • Alchourroun .M, Hanneton.S. Energy shaping as a synthetic approach to motor control modelling. In symposium « Theoretical Approaches to the study of Motor Control : legacy of Nikolaï Bernstein and Jules-Henri Poincaré ». Progress in Motor Control IV, Caen (August 20-23, 2003).

2002

  • – Lecoq C., Hanneton S., Golomer E.  Visual perception styles and kinetic dependence according to dance practice. Proceedings of the International Congress on Movement, Attention and Perception, Poitiers (2002)

2001

  • MM Ramanantsoa, E Golomer, F Riou, S Hanneton, F Brosset, T Dugenet. L’antécédent sportif ne protègerait pas autant les femmes que les hommes de la chute. IXème Congrès International des Chercheurs en Activités Physiques et Sportives (Valence – 1-3 Novembre 2001).
  • Hanneton S. and Droulez J. Optimal Sensors. Third International Conference on Sensory-motor Control in Men and Machines. Session Virtual Reality and NeuroInformatics?, p 78 (Octobre 2001).

Before

  • Hardy B., Ramanantsoa M.M., Hanneton S., Lenay C., Gapenne O. and Marque C. Cognitive processes involved in the utilization of a simple visuo-tactile sensory prosthesis. Proceedings of the Sixth International Conference on Tactile Aids, Hearing Aids and Cochlear Implants, Exeter 23-26 May 2000 (UK)
  • Marque C., Gapenne O., Lenay C., Stewart J. et Vanhoutte C. The visual glove: 2D form recognition by means of supply technology, Proceedings of the Sixth International Conference on Tactile Aids, Hearing Aids and Cochlear Implants (ISAC’00), Exeter, Angleterre, pp. 87-90 (2000)
  • Hanneton S., Gapenne O., Genouel C., Lenay C. and Marque C. Dynamics of shape recognition through a minimal visuo-tactile sensory substitution interface. Third Int. Conf. On Cognitive and Neural Systems, Boston p. 26-29 (1999).
  • Lenay C., Marque C., Gapenne O., Hanneton S. et Vanhoutte C. Suppléance perceptive : dispositifs de couplage et constitution de la perception. Assises des Réseaux de Sciences Cognitives d’Ile de France, p. 30 (Paris, oct. 1998).
  • Droulez J. and Hanneton S. The Mnemonic Fields alternative. The 2nd Meeting of European Neuroscience, p. 186 (1996).
  • Hanneton S., Berthoz A., Droulez J. and Slotine J.J. Composites variables in visuo-manual control. The 2nd Meeting of European Neuroscience, p. 132 (1996).
  • Martin J.C., Hanneton S. Symposium Segmentation et Fusion Sensorielle. Interactions Intermodalitaires : cadre théorique et exemples en Téléopération. 2ème Colloque de la Société des Neurosciences, S1-5, p 34 (1995).
  • Hanneton S. A genetic Algorithm for Optimal Motor Signal Processing, Comparison with Experimental Data. XIVth I.S.B. Congress of Biomechanics, 2:546-547 (1993)
  • Segundo JP, Vibert J-F, Stiber M, Hanneton S. Synaptic coding of periodically modulated spike trains. IEEE International Conference on Neural Networks Trans., San Francisco 1:58-63 (1993)
  • Hanneton S., Azmy N., Segundo J.P. and Vibert, J.F. Complex Dynamics of Pacemaker Entrainements, Biology and Simulation. Neural Nets and Results in Vertebrate and Invertebrate. Arcachon, September 26-28, p 40 (1991).
  • Vibert J.F., Hanneton S. PlotPS? V4.1 et PlotDPS? V1.1 Actes du XIIIème Symposium DECUS France, Paris (1) 2GRA06, 11 pp. (4-6 Juin 1991).
  • Vibert J.F., Hanneton S., Azmy N. et Segundo J.P. Diversité des modes de couplage entre deux pacemakers. Groupe d’Etude des Rythmes Biologiques (23), p 69 ( Bandol, 16 mai 1991).
  • Azmy N., Garfinkel A., Hanneton S., Segundo J.P., Stiber M. and Vibert J.F. Periodic Inhibition of Pacemaker Neurons. Proceedings of the CEE Workshop of Fundamental Neurobiology, Priapolis, Urugay : 269-277 (1990).

Séminaires et conférences sans actes

  • Hanneton S., Roux L. Mobilité de l’épaule à la phase initiale de l’apprentissage de la propulsion d’un FRM par des sujets valides. Journée Fauteuil Roulant de l’Institut Fédératif de Recherche sur le Handicap (IFR25H). Mardi 25 Novembre 2005, CHU Pitié-Salpétrière, Paris.
  • R. Goasdoué, S. Hanneton et J. Clément. « Variété culturelle des entraînements et des apprentissages : neurophysiologie, psychologie et ethnologie ». Séminaire Sport et Recherche (ENS, 13 février 2004).
  • HANNETON S. Sensory prosthesis to study perceptual learning. Workshop on the genesis of perception and the notion of space in machines and humans, October 18-19, Ecole Normale Supérieure, Paris (2002) – Hanneton S. L’intermittence dans le contrôle des mouvements. Présentation à l’UFR Staps de l’Université Paris XI (Dec 1999)
  • Hanneton S. « Modèles neuronaux du contrôle de la dynamique du mouvement ». Séminaire du Groupe d’Analyse du Mouvement de l’UFR STAPS de l’Université de Dijon (21 janvier 1999)
  • Hanneton S. Robotique et Neurosciences : modélisation du contrôle visuo-manuel de la trajectoire d’un système dynamique. Séminaire du laboratoire CAO et Robotique de l’Ecole des Mines de Paris (16 décembre 1998)—-Retour à PublicationsSylvainHannetonRetour en PagePrincipale

Bifurcation

Définition ?

Soit un système dynamique dépendant d’un paramètre &#956 ;. Il arrive que la dynamique change de comportement lorsque le paramètre varie. On a pu mettre en évidence trois grands scénarios de passage d’une dynamique régulière à une dynamique chaotique lors de la variation d’un paramètre.

  • Feigenbaum a proposé un scénario dit : « par doublement de période » pour décrire la transition d’une dynamique régulière vers le chaos. Ce scénario trouve son origine dans le comportement de la fonction logistique.
  • Scénario de Ruelle-Takens
  • Scénario de Pomeau-Manneville

(Incomplet)

Affordance

Définition ?

D après D. A. Norman : « Le concept d’affordance a été inventé par le psychologue Gibson pour désigner les propriétés actionnables entre le monde et un individu (homme ou animal). »

(voir http://www.irit.fr/rtp.ergo-usages/intranet/files/Documents/paperscollection/journal/Traduction_Norman.pdf)

L’idée est que la perception que nous avons d’un objet est modelée par l’ensemble des actions que nous pouvons exercer sur lui et avec lui sur le monde.Comme la forme même des objets est en partie dictée par leurs usages et les actions que l’on peut effectuer avec eux, ce concept d’affordance a eu un succès certain dans le domaine du design.

Références

  • Gibson, J. J. « The Theory of Affordances ». In R. E. Shaw & J. Bransford (eds.), Perceiving, Acting, and Knowing. Lawrence Erlbaum Associates, Hillsdale, NJ, 1977.
  • Norman, D. A. The Psychology of Everyday Things. Basic Books, New York, 1988. In paperback as The Design of Everyday Things. Doubleday, New York, 1990.

Redondance

Le corps articulé et ses degrés de liberté

Notre corps comporte un très grand nombre d »articulations très différentes donc chacune possède plusieurs degrés de liberté. De plus chaque articulation est mise en mouvement par des muscles, par plusieurs muscles. pour effectuer un mouvement, une tâche données, ou pour adopter une posture particulière, nous pouvons souvent choisir entre plusieurs solutions motrices. Cette versatilité a pour origine le caractère redondant de notre structure corporelle.

Redondances géométriques

Notre bras, par exemple, comporte plus de degrés de liberté qu »il n »en faut pour atteindre une position donnée dans l »espace. Si la tâche proposée est de pointer un endroit de l »espace, alors on peut considérer une infinité de combinaisons d »angles articulaires permettant d »atteindre cet endroit. On dit donc que le bras est redondant (géométriquement) dans le contexte de cette tâche.

La notion de redondance géométrique est introduite dans le cadre de la proposition d »une transformation sensori-motrice précise:

  • Transformation directe des angles articulaires vers un espace euclidien egocentré : [X,Y,Z] = f (a1, a2, a3, a4…)
  • Transformation inverse de l »espace euclidien vers les angles articulaires : [a1, a2, a3, a4…] = f -1(X,Y,Z)

Les caractéristiques redondantes du corps rendent l »obtention de la transformation inverse problèmatique.

Redondances dynamiques

Chaque articulation est maintenue ou mise en mouvement par la contraction de un ou plusieurs muscles. Contrairement aux moteurs qui mettent en mouvement les articulations des robots, nos muscles, par leur élasticité, nous permettent non seulement de gérer la position d »une articulation mais aussi sa rigidité.

Si l »on considère la simple tâche consistant à maintenir une articulation dans une position donnée, alors il existe une infinité de degrés de contractions musculaires permettant de maintenir cette position. On dit que l »articulation considérée est redondante dynamiquement par rapport à la tâche considérée.

Ce concept est aussi lié à la définition d »une transformation sensori-motrice précise.

  • Transformation directe de l »activités des muscles liés à une articulation vers le couple T produit par ces muscles : T = f(m1, m2)
  • Transformation inverse du couple T produit vers l »activité des muscles de l »articulation : [m1, m2] = f-1(T)

Résoudre les problèmes posés par les redondances ?

Les redondances rendent certaines fonctions sensori-motrices non inversibles et posent le problème de la controlabilité d »un système articulé comme notre corps. La résolution des problèmes posés passe a priori par l »ajout de contraintes supplémentaires, sur la tâche par exemple, pour restreindre l »espace des solutions possibles.