Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Épaule – Capture de mouvements“

La pratique artistique de Tanya Tagaq se caractérise par le recours à de nombreux effets vocaux, issus tant du katajjaq que d’autres traditions musicales, que la chanteuse semble coordonner à des mouvements et des gestes expressifs. L’hypothèse est que les mouvements du bras, des mains, du corps de Tagaq sur scène possèdent, tout comme les sons qu’elle produit, une dimension symbolique pertinente pour la performance et se coordonnent dans une même expression. Peut-on identifier une typologie de correspondances voix/gestes lors d’une performance de Tagaq? Pour explorer son geste musical en rapport avec la production du son, les données ont été générées par la captation des mouvements et de la voix lors de performances scéniques (LARC et Palais Montcalm, Québec, janvier-février 2016), à partir d’un système de motion capture (VICON), d’un microphone de gorge et d’un traitement informatique. On explorera ici un terrain symbolique, éclaté, souvent inaccessible car métaphorique, et peu foulé par la recherche, notamment du fait de la singularité de Tagaq qui intègre autant des éléments de sa culture inuit que ceux de la culture transnationale. Étant donné sa signification expressive pour l’auditoire, il s’agit de saisir ce que pourrait signifier ou exprimer le mouvement corporel en lien avec les émissions vocales de l’artiste.

AbstractL'étude cinématique des diverses phases de la prise de nourriture (capture, réduction, transport et léchage) a été réalisée chez le lézard Gekkonidae Eublepharis macularius grâce à des films tournés à 64 images par seconde. Les profils cinématiques des différentes phases et la comparaison des variables cinématiques décrivant les déplacements maxima des machoires et de la proie, et les durées de ces déplacements au cours des phases successives de la prise de nourriture sont présentés. Une premiere analyse de variance a été utilisée afin de tester 1'effet des facteurs individus et phases ainsi que leur interaction sur les variables cinématiques. Une seconde a permis de tester le facteur espèce sur les variables cinématiques des mouvements des mâchoires entre deux Gekkonidae occupant des niches écologiques différentes: E. macularius (terrestre) et Phetsuma madagascariensis (arboricole). Les effets de la radiation adaptative sur les propriétés cinématiques des mouvements de la tête, des machoires et de la langue au sein des Gekkonidae et des Scleroglossa sont discutés à partir de ces résultats. En conclusion, (1) le profil des différentes phases de la prise de nourriture est semblable pour les Scleroglossa étudiés, mais 1égèrement différent de celui des Iguania (presence d'un plateau appelé SOII dans le profil d'ouverture-fermeture de la gueule au cours des cycles de transport chez les Scleroglossa, p. ex.), (2) les caractéristiques morphométriques des pièces buccales permettent d'expliquer des différences entre les valeurs des variables cinéma- tiques pour chaque espèce.

"Since the fall of 2016, Cameroon has been the scene of a fratricidal and separatist conflict in its English-speaking part known as North-west and South-west (NWSW). This war has to date caused more than 3,000 loss of human lives, 700,000 Cameroonian refugees, and the closure of nearly 80% of schools. This conflict, orchestrated by a group of secessionist fighters known as ""Amba-boys"", which constitutes the ""Ambazonian movement"", has made the English-speaking regions the most militarized part of Cameroon. At the same time, a protest movement against the capture of power by the Biya regime has been formed since 2018 within the Cameroonian diaspora: the Anti-Sardinards Brigade (B.A.S). The objective of this work is therefore to understand the logic of action and the protest strategies of these two movements. To achieve this, we used a qualitative research method. It appears that these movements are fighting against a common adversary, namely: the regime in power for 40 years. However, their divergence lies at the ideological level and in their conflicting strategies. The Ambazonian movement advocates, through direct violence, secession in order to promote Anglophone sovereignty. While the B.A.S fights for the socio-political change of the country, through indirect violence. Keywords: conflict strategy, protest, movement, Anti Sardinards Brigade, ambazonien movement, conflict, secessionist, sociopolitical change "

In February 2007, 27 black rhinos (Diceros bicornis) were translocated to an area in the Ol Pejeta Conservancy in central Kenya that contained no resident population. The rhinos were ‘free’ released on the same day of their capture at 11 sites spread throughout the new area in order to minimize future conflict. Free release had not been tried on such a scale in Kenya. Following release, the rhinos were closely monitored through radio tracking and direct observation to record their movements and how quickly they settled in their new environment. In the first six days after release, 17 of the 27 rhinos remained close to their release sites while one individual travelled 35.1 km. All rhinos bar one settled within six months of release; 16 had settled within 25 days. The rhinos moved on average 7.69 km from their release sites with 14.57 km the maximum distance moved. With no reported fights between conspecifics and the ease of settling of the rhinos in their new location, the results obtained from the free release translocation used at Ol Pejeta Conservancy show it to be a useful alternative approach to future rhino translocations. En février 2007, 27 rhinocéros noirs (Diceros bicornis) ont été transférés dans une région de la Conservation d’Ol Pejeta au centre du Kenya qui n’avait pas de population résidante. Les rhinocéros ont été relâchés « libres » le même jour de leur capture dans 11 sites répartis dans la nouvelle aire pour minimiser de futurs conflits. Le relâchement libre n’avait pas été essayé à une telle échelle au Kenya. Suivant le relâchement, les rhinocéros étaient suivis attentivement à travers un dépistage par radio et une observation directe pour enregistrer leurs mouvements et constater la rapidité avec laquelle ils s’établissaient dans leur nouvel environnement. Dans les six premiers jours après le relâchement, 17 des 27 rhinocéros sont restés près de leur site de relâchement tandis qu’un individu a voyagé 35,1 km. Tous les rhinocéros à l’exception d’un seul s’étaient établis endéans six mois de leur relâchement; 16 s’étaient établis dans 25 jours. Les rhinocéros se sont déplacés en moyenne de 7,69 km de leur site de relâchement avec une distance maximale de 14,57 km de déplacement. Etant donné l’absence de combats rapportés entre congénères et la facilité d’établissement des rhinocéros dans leur nouvel site, les résultats obtenus de la translocation de relâchement libre utilisée dans la Conservation d’Ol Pejeta montre que c’est une autre approche utile pour les translocations futures des rhinocéros.

L’art peut-il constituer un laboratoire pour penser la technique, mettre en question l’écosystème machinique, cultiver le numérique ? Depuis une vingtaine d’années, l’œuvre de Julien Prévieux explore la matérialité du numérique et la normalisation des comportements induits par les systèmes techniques. Dans la lignée de l’archéologie des médias, ses créations permettent d’interroger la transformation du monde en données (notamment informatiques) et l’histoire ambivalente de la capture du mouvement, depuis ses origines scientifiques jusqu’à son instrumentalisation contemporaine par les institutions militaires ou du renseignement : optimisation et prescription des gestes d’interface, enregistrement des mouvements du regard, surveillance accrue des comportements étiquetés comme déviants, etc. Cet article propose d’examiner cette approche technocritique et statactiviste, à contre-courant de l’idéologie du progrès et de l’accélération de l’innovation.

La caractérisation précise et quantifiée du mouvement humain est essentielle dans de nombreux domaines et particulièrement en pratique clinique et sportive pour exploiter, préserver ou rétablir les capacités motrices. L’anatomie complexe de l’épaule lui confère une capacité de mouvement fine et de grande amplitude, au détriment d’une stabilité fragile et exposée à des risques importants d’altérations pouvant compromettre sa mobilité. Pour estimer la cinématique articulaire du complexe de l’épaule, il est donc nécessaire de disposer d’un système de capture de mouvement qui soit rapide, précis, et applicable en routine. Parmi les nombreux outils utilisés, l’estimation de la cinématique de l’épaule par mesure directe est généralement invasive ou irradiante, et en tout cas non adaptée à l’évaluation systématique. Les méthodes d’estimation cinématique de l’épaule par mesure cutanée indirecte sont plébiscitées, notamment avec marqueurs, mais avec une précision moindre du fait des artefacts des tissus mous. De nombreuses stratégies expérimentales et numériques ont été développées pour en améliorer les performances, sans toutefois donner pleinement satisfaction. Récemment, des méthodes de capture de mouvement sans marqueurs sont apparues mais aucune ne propose à ce jour d’estimations compatibles avec la modélisation cinématique détaillée du complexe de l’épaule. L’objectif de cette thèse était alors de contribuer au développement des outils d’analyse cinématique de l’épaule par capture de mouvement avec et sans marqueurs. Un premier sous-objectif de ce travail de thèse était d’étudier l’influence de l’optimisation du modèle cinématique et du poids des marqueurs de la scapula sur la cinématique scapulaire dans une optimisation multi-segmentaire. Les résultats de cette première étude ont mis en évidence que la redondance des marqueurs, à savoir l’utilisation de plus de trois marqueurs sur la scapula, est recommandée pour l’estimation de la cinématique scapulaire par optimisation multi-segmentaire. Ces résultats ont aussi montré que les poids optimaux sont à la fois spécifiques au participant et au mouvement, mais qu’un jeu de poids moyen par mouvement pouvait améliorer l’estimation de la cinématique scapulaire. Le second sous-objectif de ce travail de thèse était de développer une méthode de capture de mouvement sans marqueurs par algorithme d’apprentissage profond permettant le suivi cinématique du membre supérieur incluant le complexe de l’épaule. Cette seconde étude a consisté à développer un algorithme d’estimation de pose 2D capable d’identifier 20 repères anatomiques sur cinq mouvements différents avec une précision médiane inférieure à 9 px. La méthode de capture de mouvement sans marqueurs développée sur la base de cet algorithme a permis des estimations 3D des repères anatomiques de l’épaule avec une précision moyenne inférieure à 15 mm, aboutissant à une précision cinématique articulaire de 14° pour l’articulation scapulo-thoracique. Les estimations ainsi obtenues sont équivalentes voire meilleures que pour la capture de mouvement avec marqueurs, pour un gain de temps considérable par l’absence de préparation. De futurs travaux sont nécessaires pour transformer la preuve de concept développée en véritable outil de capture de mouvement, et valider son potentiel à devenir la méthode la plus adaptée pour l’estimation cinématique du complexe de l’épaule en routine
The precise and quantified characterization of human movement is essential in many fields, particularly in clinic and sports, to enhance, preserve, or restore motor abilities. The complex anatomy of the shoulder gives it fine and large-range motion capability, at the cost of fragile stability, exposing it to significant risks of impairments that can compromise its mobility. To accurately estimate the kinematics of the shoulder complex, it is necessary to have a motion capture system that is fast, accurate, and suitable for routine use. Among the many tools employed, shoulder kinematic estimation via direct measurement is generally invasive or radiation-based, and in any case not suited for systematic evaluation. Indirect skin-based shoulder kinematic estimation methods, especially those using markers, are widely used but offer lower accuracy due to soft tissue artifacts. Numerous experimental and numerical strategies have been developed to improve their performance, though they have not yet fully satisfied expectations. Recently, markerless motion capture methods have emerged, but to date, none of them provide estimates compatible with the detailed kinematic modeling of the shoulder complex. The objective of this thesis was therefore to contribute to the development of shoulder kinematic analysis tools using both marker-based and markerless motion capture. A first sub-objective of this thesis was to study the influence of kinematic model optimization and scapular marker weight on scapular kinematics in a multibody kinematic optimization. The results of this first study highlighted that marker redundancy, meaning the use of more than three markers on the scapula, is recommended for scapular kinematic estimation in multibody kinematic optimization. These results also showed that the optimal marker weights are both participant- and movement-specific, but that an average weight set per movement could improve scapular kinematic estimation. The second sub-objective of this thesis was to develop a markerless motion capture method using a deep learning algorithm that allows for the kinematic tracking of the upper-limb, including the shoulder complex. This second study involved developing a 2D pose estimation algorithm capable of identifying 20 anatomical landmarks across five different movements with a median accuracy of less than 9 px. The markerless motion capture method developed based on this algorithm provided 3D estimates of the anatomical landmarks of the shoulder with an average accuracy of less than 15 mm, resulting in an articular kinematic accuracy of 14° for the scapulothoracic joint. These estimates were equivalent to, if not better than, those obtained using marker-based motion capture, with a significant time-saving due to the absence of preparation required. Further research is needed to transform this proof of concept into a fully functional motion capture tool and validate its potential to become the most suitable method for routine shoulder complex kinematic estimation

Nous présentons les différentes technologies et méthodes permettant de mesurer les mouvements de l'épaule, et les difficultés associées, comme le glissement des tissus. Cela nous permet d'étayer notre choix de réaliser une fusion de données entre des acquisitions de capture de mouvements optoéléctronique où le sujet est immobile, et d'autres où le sujet est en mouvement. Nous proposons de réaliser cette fusion de données par de l'interpolation spatiale de repères de coordonnées à partir de données dispersées, et plus particulièrement avec la méthode d'interpolation par voisins naturels, qui a été adaptée aux besoins de cette étude. Des expérimentations avec un robot manipulateur ont été réalisées afin de vérifier la faisabilité de la méthode développée. Le robot manipulateur fournit une vérité terrain qui serait inaccessible avec l'humain. Les résultats de ces expérimentations nous ont encouragés dans la poursuite de l'étude avec des expérimentations sur l'humain. Les données acquises avec sujets immobiles et celles réalisées avec sujets en mouvement nous ont permis, par l'application de l'interpolation par voisins naturels, d'estimer les mouvements de la scapula par rapport au torse alors que les sujets réalisaient des mouvements d'abduction, de flexion, et d'élévation dans le plan de la scapula. Les résultats obtenus concordent avec la littérature. Ainsi est encouragée l'utilisation d'une part de la méthode que nous avons développée, et d'autre part, plus globalement, de l'approche de l'interpolation spatiale pour la mesure des mouvements des os en compensant les glissements des tissus
This work takes place in the context of shoulder complex motion measurement in biomechanics. We present the technologies and methods that apply to this problem, and the associated obstacles (particularly the skin tissue deformation), in order to justify our choice of performing data fusion between measurements where the subjects remain still, and other where they are in motion. We suggest to perform this data fusion through spatial interpolation of reference frames from scattered data, specifically with the natural neighbors algorithm, that has been adapted to the framework of this study. A series of experimentations with a manipulator robot has been performed in order to assess the feasibility of the developed method, the robot giving access to ground truth that would be unavailable with human experimentations. The results we obtained encouraged us to pursue the study with human experimentations. These experimentation have been performed using an optoelectronic motion capture technology. The data gathered while subjects remained still, and the one acquired with the subjects in motion allowed us, through natural neighbor’s interpolation, to estimation the motion of the scapula relative to the thorax, for abduction, flexion, and scapular plane elevation movements. The results we obtained were similar to the ones found in the literature, encouraging on the one hand the method we developed, and on the other hand the spatial interpolation approach for bone motion measurement in biomechanics, compensating the skin tissue artefact

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2019-2020
L’utilisation de données quantitatives afin de diminuer la prévalence des blessures musculosquelettiques liées au travail est souhaitée et le développement de systèmes portables permettant de mesurer l’amplitude articulaire (capteurs inertiels; IMU) et l’activité musculaire (électromyographie; EMG) pourrait permettre d’obtenir ce type de données. La revue systématique de la littérature sur la validité des capteurs inertiels effectuée dans le cadre de ce mémoire a permis d’identifier un manque d’évidence scientifique pour l’évaluation des mouvements complexes à l’épaule. L’objectif principal de ce mémoire est donc (1) d’évaluer la validité concourante d’IMU (Xsens) dans le calcul d’élévation du bras comparé à un système de capture de mouvements (Vicon) lors de mouvements simples et lors de tâches de manutention; et (2) d’établir la validité discriminante du système d’EMG (Trigno) pour évaluer l’activité musculaire. Méthodologie : Seize sujets ont participé à une séance d’évaluation demandant la réalisation de mouvements simples à l’épaule et de transport de charges (poids et hauteurs de transport variables). Le coefficient de corrélation et l’erreur de mesure (RMSE) ont été calculés afin de comparer les mesures d’amplitude articulaire obtenues à l’aide du Xsens et du Vicon et le root mean square (RMS) ainsi que le pic d’activité musculaire des deltoïdes (antérieurs et moyens) ont été calculés pour déterminer l’effet du poids et de la hauteur (ANOVA à mesures répétées). Résultats : Les coefficients de corrélation entre les amplitudes articulaires obtenues par le Xsens et le Vicon sont élevés (>0,84) et les RMSE sont bas (<11,5°). Un effet significatif du poids et de la hauteur, et un effet d’interaction poids x hauteur ont été observés pour le RMS du deltoïde antérieur (p<0,001) et moyen (p<0,03) et pour le pic d’activité du deltoïde antérieur (p<0,003). Conclusion : L’utilisation combinée du Xsens et du Trigno est un outil intéressant afin d’identifier le niveau de demande de l’emploi, puisqu’ils recueillent des données valides d’amplitude articulaire et d’activité musculaire.
Quantitative assessments of workplace settings are required to diminish the prevalence of work-related shoulder disorders. Recent development of wearable sensors to record muscle activity (electromyography [EMG]; Trigno, Delsys) as well as shoulder range of motion (inertial measurement unit; MVN, Xsens) could potentially be used for such workplace assessments. A systematic review on the validity and reliability of IMUs performed within this thesis identified a knowledge gap for shoulder joint movements during complex tasks. The primary objective of this thesis was therefore (1) to assess the concurrent validity of the Xsens system for assessment of shoulder range of motion compared to a motion capture system (Vicon) during simple movements and working tasks and (2) to establish the discriminative validity of the Trigno EMG system for the evaluation of muscle activity. Methodology: Sixteen subjects participated in one session in which they performed simple movements and work lifting tasks (different weights and lifting heights). The correlation coefficient (r) and the root mean square error (RMSE) were used to compare the data collected by the Xsens and the Vicon. The root mean square EMG envelope (RMS) and the peak EMG activity of anterior and middle deltoids were used to establish the effect of weight and height (repeated measure ANOVA). Results: The correlation coefficient between joint angles measured with the Xsens and the Vicon was high (>0.84) and the RMSE was low (<12.82°). A significant effect of weight, height and a weight x height interaction effect were observed for the RMS (anterior; p<0.001; middle: p<0.03) and the peak EMG activity (anterior; p<0.003). Conclusion: The combination of an inertial measurement unit system and a wireless EMG is a potentially useful tool to assess physical demand in real work context as it provides valid data on muscular activity and range of motion.

Le but de cette thèse a été de redéfinir le diagnostic d’hyperlaxité de l’épaule. Ce travail s’appui sur plusieurs études cliniques, chirurgicales et d’analyse du mouvement. Pour mener ce travail, nous avons tout d’abord défini l’hyperlaxité telle qu’elle est actuellement décrite dans la littérature, ainsi que ses liens avec l’instabilité de l’épaule et son traitement. Ce premier chapitre décrit également les moyens techniques d’analyse du mouvement qui seront utilisés dans cette thèse. Ensuite, plusieurs études ont été proposées. L’étude 2 est une étude chirurgicale, qui a cherché à corréler la laxité capsulaire étudiée en per opératoire et l’hyperlaxité clinique. L’étude 3 a ensuite rechercher les moyens de rendre plus reproductible la mesure de la rotation externe dans le cadre de l’hyperlaxité. Les études 4 et 5 sont des études utilisant l’analyse du mouvement. La première a cherché à fiabiliser la mesure clinique des amplitudes articulaires de l’épaule en tentant d’analyser les facteurs d’erreur de mesure. La deuxième étude a ensuite eut pour but de définir le volume articulaire global du complexe articulaire de l’épaule et de préciser la relation de ce volume avec les différents degrés de liberté de l’épaule. Une dernière étude (Etude 6) a enfin permis de corréler le volume articulaire de l’épaule et les signes cliniques d’hyperlaxité. Enfin, le chapitre « conclusions générales et perspectives » rassemble les éléments de conclusion de ces différents travaux et a pour ambition de redéfinir le diagnostic d’hyperlaxité de l’épaule. Ce chapitre ouvre plusieurs perspectives. La première est de proposer des modifications de l’examen clinique de l’épaule et notamment pour le diagnostic d’hyperlaxité. La seconde est d’utiliser la description volumétrique de l’épaule dans d’autres situations physiologiques ou pathologiques. Enfin, nous rapportons les résultats préliminaires d’une étude anatomique visant à identifier la place respective de chaque articulation dans cette définition volumétrique des amplitudes articulaires de l’épaule
The aim of this study was to give a new definition to shoulder hyperlaxity. This work was conduced with clinical, surgical andmotion capture experimentations. We first gave a definition of hyperlaxity, as described actually in the literature, and its link with shoulder instability and treatment. Chapter 1 described also motion capture technics used along this work. Then, several studies were proposed. Study n°2 was a surgical one, and tempted to correlate peroperative capsular laxity and hyperlaxity. Therafter, study n°3 looked for an optimized way to examine external rotation of the shoulder. Studies N° 4 and 5 used motion capture analysis to assess clinical shoulder examination patterns and global reachable shoulder space volume. This volume was finally correlated to shoulder sign of hyperlaxity in study n°6. The last chapter, « general conclusions and perspectives » gather together conclusions of each study and redefine hyperlaxity. Finally, we report our prospect, giving first results of an anatomical study exploring the volumetric definition of shoulder range of motion described previously

L'objectif de cette etude est l'analyse tridimensionnelle de la biomecanique du complexe articulaire de l'epaule lorsque le patient realise une tache. Des etudes ulterieures avaient decrit la cinematique des os de l'epaule, clavicule, humerus et omoplate par l'intermediaire de radiographies et en se placant dans l'hypothese ou les mouvements osseux etaient plans. D'autres etudes avaient privilegie des techniques non invasives en decrivant le mouvement de marqueurs fixes en regard de points osseux dans la position de depart. La premiere partie de ce travail analyse les techniques d'investigation. Nous avons mis au point une methode de traitement de cliches plans. Elle apporte des informations sur les deplacements tridimensionnelles des os dans le cas ou ces derniers comportent une composante principale plane et des perturbations spatiales d'amplitude reduite. Cette methode a ete validee par des simulations numeriques avec des resultats encourageants. La methode de reconstruction tridimensionnelle a partir des radiographies a pu etre validee experimentalement. Des sujets ont ete radiographies en portant des marqueurs externes radio-opaques, alors qu'ils realisaient une tache. Les deplacements de ces memes marqueurs au cours de l'execution de la meme tache ont ete enregistres grace a un systeme optoelectronique d'analyse du mouvement. Les zones de localisation optimales de marqueurs sur la peau ont ete definies. La fonction de transfert entre les deplacements des marqueurs externes et les mouvements articulaires a ete calculee. Une seconde partie decrit la constitution d'une banque de donnees numeriques des os de l'epaule et les operations mathematiques utilisees pour les adapter a la taille et a la morphologie du sujet analyse. La derniere partie decrit les choix retenus pour construire un outil de simulation des mouvements de l'epaule d'un sujet vivant. Nous avons choisi d'animer des os moyens adaptes a sa taille par une cinematique observee reellement chez lui lorsqu'il executait une tache

Cette thèse avait deux objectifs principaux. Le premier était de caractériser les stratégies motrices du membre supérieur de personnes présentant un syndrome d’abutement de l’épaule (SAE) lors de gestes d’atteinte. Le deuxième était d’évaluer, chez cette même population, les effets d’un entraînement moteur utilisant des rétroactions extrinsèques sur les stratégies motrices. Trente-trois personnes présentant un SAE ont participé à deux rencontres espacées de 24 heures. Leurs stratégies motrices ont été caractérisées à l’aide de l’activation de muscles de l’épaule et des patrons de cinématique du membre supérieur, lors de gestes d’atteinte de cibles situées dans deux plans d’élévation. Les stratégies motrices étaient évaluées avant, pendant, immédiatement après, et 24 heures après un entraînement supervisé, de même qu’immédiatement après un entraînement autonome. L’entraînement supervisé (première rencontre) consistait en des gestes d’atteinte exécutés sous la supervision d’un physiothérapeute qui donnait des rétroactions afin de corriger les déficits de mouvement; tandis que l’entraînement autonome (deuxième rencontre) consistait en l’exécution de gestes d’atteinte devant un miroir. Les résultats démontrent que les personnes présentant un SAE ont des déficits moteurs au niveau de la cinématique du tronc, de l’épaule et du coude, ainsi que dans l’activation musculaire du trapèze lors de gestes d’atteinte dans le plan frontal. L’entraînement supervisé avec rétroactions permet de réduire, pendant et immédiatement après l’entraînement, certains déficits observés au niveau du tronc et de l’épaule. Toutefois, la rétention est faible 24 heures après l’entraînement supervisé. Néanmoins, l’ajout d’un entraînement autonome avec rétroactions visuelles, effectué 24 heures après l’entraînement supervisé, permet de maintenir les gains obtenus à la suite de l’entraînement supervisé. En conclusion, nos travaux ont démontré qu’un entraînement supervisé permet de diminuer à court terme les déficits moteurs des personnes présentant un SAE. Si la rétention est faible 24 heures après l’entraînement supervisé, nous remarquons que l’ajout d’un entraînement autonome permet de maintenir les effets de l’entraînement. Nos résultats supportent l’utilisation de l’entraînement avec rétroactions chez cette population afin de corriger les déficits moteurs associés au SAE.
The first objective of this thesis was to characterize upper limb motor strategies in persons with shoulder impingement syndrome (SIS) during reaching movements. The second was, for the same population, to evaluate the effects of supervised and unsupervised movement training with feedback on motor strategies. Thirty-three subjects with SIS participated in two visits, one day apart. Motor strategies were characterized using upper limb kinematic patterns (total joint excursion and final position) and shoulder muscular activity while reaching toward targets located at 90° of arm elevation in two different planes. Upper limb motor strategies were evaluated before, during, immediately after and 24 hours after supervised movement training and immediately after unsupervised training. Movement training, performed during the first visit, consisted of reaching movements executed under the supervision of a physiotherapist who gave feedback to restore proper shoulder control; while unsupervised training, performed during the second visit, consisted of reaching movements executed in front of a mirror. Subjects with SIS had motor deficits during reaching movements with more involvement of the trunk and shoulder in rotation, a more anterior plane of shoulder elevation at the end of reaching and alteration in the trapezius muscular activity. During and following supervised movement training with feedback, total excursion of the trunk and final position of the trunk and shoulder were improved during and immediately after training, while 24 hours after training, the kinematics of these joints were back to baseline level. The addition of unsupervised training with visual feedback, performed 24 hours after the supervised training, helped return kinematics back to the level observed immediately after supervised training. In conclusion, supervised movement training with feedback brought temporary changes in the upper limb motor strategies and improved some aspects of the kinematics. One supervised training session was not enough to bring about permanent improvement in the kinematic patterns. However, unsupervised training helped to regain the improved kinematics and appears to be a good complement to supervised training. Therefore, our results support the use of movement training to rehabilitate the motor deficits associated with SIS.

L'arrivée simultanée de capteurs de profondeur et couleur, et d'algorithmes de détection de squelettes super-temps-réel a conduit à un regain de la recherche sur la capture de mouvements humains. Cette fonctionnalité constitue un point clé de la communication Homme-Machine. Mais le contexte d'application de ces dernières avancées est l'interaction volontaire et fronto-parallèle, ce qui permet certaines approximations et requiert un positionnement spécifique des capteurs. Dans cette thèse, nous présentons une approche multi-capteurs, conçue pour améliorer la robustesse et la précision du positionnement des articulations de l'homme, et fondée sur un processus de lissage trajectoriel par intégration temporelle, et le filtrage des squelettes détectés par chaque capteur. L'approche est testée sur une base de données nouvelle acquise spécifiquement, avec une méthodologie d'étalonnage adaptée spécialement. Un début d'extension à la perception jointe avec du contexte, ici des objets, est proposée
Simultaneous apparition of depth and color sensors and super-realtime skeleton detection algorithms led to a surge of new research in Human Motion Capture. This feature is a key part of Human-Machine Interaction. But the applicative context of those new technologies is voluntary, fronto-parallel interaction with the sensor, which allowed the designers certain approximations and requires a specific sensor placement. In this thesis, we present a multi-sensor approach, designed to improve robustness and accuracy of a human's joints positionning, and based on a trajectory smoothing process by temporal integration, and filtering of the skeletons detected in each sensor. The approach has been tested on a new specially constituted database, with a specifically adapted calibration methodology. We also began extending the approach to context-based improvements, with object perception being proposed

Modèle 3D d'objet, séquences vidéos monoscopiques, estimation de la pose 3D, recalage 3D/2D, texture, flot optique, translation et rotation de grande amplitude, occultation, appariement par bloc, interpolation temporelle, modélisation ondulatoire, critère de visibilité, analyse de déformations faciales, description MPEG-4 du visage, prototype déformable, bouche, yeux, B-splines, classification floue non supervisée, méthode du simplexe, synthèse de déformations faciales..

À quel point les mouvements humains sont-ils optimaux ? Cette thèse aborde cette question en se concentrant particulièrement sur les mouvements en escalade, étudiés ici sous trois aspects complémentaires que sont la collecte expérimentale de séquences de grimpe, l'analyse biomécanique de ces données, et la synthèse de gestes par optimisation temporelle. La marche fut l'objet de nombreux travaux, avec de bons résultats notamment en animation [Mordatch 2013]. Nous nous intéressons ici spécialement au problème original des mouvements d'escalade, dont la diversité et leur caractère multicontact présentent une complexité intéressante pour l'évaluation des caractéristiques du mouvement humain. L'hétérogénéité du répertoire gestuel rencontrée en escalade s'explique par plusieurs facteurs que sont l'évolution sur des parois de formes variées, la multiplicité des niveaux d'expertise des pratiquants, et des disciplines différentes au sein même de l'activité, à savoir le bloc, la difficulté, ou encore l'escalade de vitesse. Notre démarche d'exploration de ce sport se décompose en trois étapes : la collecte de données par une capture de mouvements multicaméra avec marqueurs, couplée à un ensemble de capteurs de force montés sur un mur de bloc en laboratoire ; une analyse du geste par dynamique inverse, prenant exclusivement des données cinématiques pour entrées, basée sur une minimisation des couples internes pour résoudre l'ambiguïté du multicontact, intrinsèque à l'activité d'escalade, validée par comparaison avec les mesures capteurs ; et enfin, l'utilisation d'un critère d'efficacité énergétique pour synthétiser la meilleure temporisation associée à une séquence de déplacements donnés. Les enregistrements expérimentaux se sont fait à l'université McGill qui dispose d'un mur instrumenté de 6 capteurs de forces, et d'un dispositif de capture de mouvements 24 caméras, nous ayant permis de collecter des données sur une population de 9 sujets. L'analyse de ces données constitue la deuxième partie de cette thèse. Le défi abordé est de retrouver les forces externes et les efforts internes à partir uniquement des déplacements du grimpeur. Nous supposons pour cela une répartition optimale des efforts internes. Après analyse, cette répartition s'avère être plutôt uniforme que proportionnelle aux capacités musculaires des différentes articulations du corps. Finalement, dans une troisième et dernière partie, nous nous intéressons à la temporisation des gestes en escalade, en prenant en entrée la trajectoire du grimpeur, éventuellement issue de cinématique inverse pour s'affranchir de la nécessité d'une capture par marqueurs et caméras infra-rouges. En sortie, une temporisation idéale pour cette trajectoire est trouvée. Cette temporisation s'avère réaliste, mais manque d'une modélisation des instants d'hésitation et de prise de décision, ainsi que d'un modèle d'établissements de contact, phénomène présentant un délai temporel non pris en compte pour l'instant
How optimal are human movements ? This thesis tackles this issue by focusing especially on climbing movements, studied here under three complementary aspects which are the experimental gathering of climbing sequences, the biomechanical analysis of these data, and the synthesis of gestures by timing optimization. Walking has been largely studied, with good results in animation [Mordatch 2013]. We are interested here especially in the original question of climbing motions, whose diversity and multicontact aspect present an interesting complexity for the evaluation of the human motion characteristics. The heterogeneity of climbing gestures can be linked to several factors which are the variety of wall shapes, the multiplicity of climber skill levels, and different climbing categories, namely bouldering, route climbing or speed climbing. Our exploratory approach of this sport consists in three steps: the data collection by multicamera marker-based motion capture, combined with a set of force sensors mounted on an in-laboratory bouldering wall; a gesture analysis by inverse dynamics, taking only kinematic data as inputs, based on the minimization of internal torques to resolve the multicontact ambiguity, intrinsic to the climbing activity, validated by comparison with sensor measurements; and finally, the use of the energy efficiency criterion for synthesizing the best timing associated with a given sequence of movements. Experimental recordings were made at McGill University which has a climbing wall instrumented of 6 force sensors, and a motion capture device of 24 cameras, which allowed us to collect data on a population of nine subjects. The analysis of these data is the second part of this thesis. The addressed challenge is to find the external forces and internal torques from the climber's movements only. To this end we assume an optimal distribution of internal torques. After analysis, the distribution turns out to be rather uniform than proportional to the muscle capacity associated to each body joint. Finally, in a third and last part, we focus on the timing of climbing gestures, taking as input the path of the climber, possibly after inverse kinematics in order to overcome the need for a capture with markers and infrared cameras. As output, an optimal timing for this path is found. This timing is realistic, but lacks of a modelization for hesitation and decision making instants, as well as a model for the contact establishment, with the associated temporal delay currently not taken into account