Academic literature on the topic 'Analyse du mouvement – Simulation par ordinateur'

À l’occasion des 10 ans de la revue @grh , cet article vise à présenter une cartographie des publications de la revue depuis sa création en 2011 à l’occasion du XXII e congrès de l’AGRH. La sélection de 193 articles dans les 44 numéros de la revue entre 2011 et 2022 nous permet de mettre en évidence les principales thématiques abordées, les méthodologies utilisées et les auteurs contributeurs. Notre étude repose sur l’élaboration d’une représentation approfondie des articles à travers l’étude des mots-clés, des résumés, des thèmes et des auteurs à l’aide d’outils graphiques avec analyse des données assistée par ordinateur. Les résultats mettent en évidence la prédominance des thèmes largement abordés dans la revue et les méthodologies les plus fréquemment utilisées. Cette cartographie permet d’identifier les thèmes fréquemment étudiés et offre des perspectives de recherche pour les sujets et méthodes émergents.

Cet article présente les conclusions d’une autoethnographie collective et d’une analyse textuelle assistée par ordinateur dont l’objectif est de comprendre pourquoi le jeu de simulation de vie Animal Crossing: New Horizons fut autant joué durant la pandémie et à quelles fins. En s’inspirant de la théorie des usages et gratifications, les auteur·rice·s identifient six besoins exacerbés par le confinement, que les joueur·se·s tentèrent de combler à l’aide du jeu : besoins d’interactions sociales, de repos, d’évasion, d’exutoire, de productivité et d’expression identitaire. L’article s’intéresse non seulement aux affordances du jeu et aux pratiques des joueur·se·s qui favorisent ou nuisent à la réalisation de ces besoins, mais aussi aux appropriations faites par les joueur·se·s pour adapter le jeu à leurs besoins spécifiques en contexte de pandémie.

This paper presents the development of a Bricklaying Robot capable of building entire walls. This project was motivated by opportunity of automation in construction, which remains costly and inefficient. Several studies have described specialized robot for masonry works, most of them incorporating the human arm concept that requires complex programming and low productivity. In order to improve this model, an innovative concept of a short arm assembled into a lift platform was introduced in this paper. The robot was modeled in Solidworks®, followed by motion study and dynamic analysis to optimize the model. A prototype in 1/4 scale was built to demonstrate its feasibility, detecting and correcting flaws. The prototype was tested by programming servo motors using Arduino UNO hardware and C ++ code. Finally, robot kinematics was analyzed in a construction site scenario. Concordance between the virtual simulation and the experimental prototype results demonstrated the functionality and effectiveness of the proposed design. The invention of this Bricklaying Robot will represent a technological advancement in developing new mechanisms and codes, which may be responsible for increasing productivity and reducing risks of masonry construction. Future analysis of global bricklaying market might be conducted to prove its commercial viability. Cet article présente le développement d’un robot de maçonnerie capable de construire des murs entiers. Le projet est motivé par une grande possibilité pour l’automatisation dans le bâtiment, un domaine qui reste malsain, coûteux et inefficace. Plusieurs recherches discutent des robots spécialisés pour les travaux de maçonnerie ; la plupart de ces robots utilisent le modèle du bras humain, une conception qui nécessite la programmation complexe et présente une perte de productivité. Cet article a pour but d’améliorer le modèle courant en explorant une nouvelle conception d’un bras court, assemblé comme une plate-forme élévatrice. Ce robot a été conçu en Solidsorks®, et une étude de mouvement et une analyse dynamique ont été menées pour optimiser le modèle. Un prototype à l’échelle 1:4 a été conçu pour démontrer la faisabilité du robot, tout en détectant et corrigeant ses défauts. Le prototype a été évalué par la programmation des servomoteurs, en utilisant du matériel informatique d’Arduino UNO et le langage de programmation C ++. Finalement, la cinématique du robot a été analysée en un scénario de chantier de construction. La fonctionnalité et l’efficacité de la conception proposée ont été démontrées par la concordance entre la simulation virtuelle et les résultats du prototype expérimental. L’invention de ce robot de maçonnerie constituera une avance technologique dans l’étude et le développement de nouveaux mécanismes et des codes informatiques, qui permettront d’améliorer la productivité et réduire les risques de maçonnerie. Une analyse de marché mondial de maçonnerie peut être menée à l’avenir pour vérifier la viabilité commerciale du robot.

Comprendre le mouvement humain mobilise des chercheurs de nombreuses disciplines scientifiques : physiologie, biomécanique, neurosciences comportementales, anatomie fonctionnelle, les sciences du sport... Mes travaux s'inscrivent donc dans une démarche pluridisciplinaire d'analyse/synthèse du mouvement humain. Pour mener à bien cette démarche, une première tâche consiste à modéliser et à simuler le système moteur ainsi qu'un ensemble d'hypothèses. L'objectif est de disposer d'une représentation numérique du problème. Les mouvements simulés doivent ensuite être confrontés à des données expérimentales pour valider à la fois les hypothèses, le modèle et la méthode de simulation. Mon travail s'organise en trois principales contributions qui entrent dans cette approche d'analyse/synthèse. La première contribution concerne le développement de nouvelles méthodes de modélisation et de simulation de mouvements permettant de tester des connaissances issues des sciences expérimentales. La méthode doit aussi être capable de calculer très rapidement des mouvements afin d'intégrer les personnages simulés dans des environnements interactifs, comme en réalité virtuelle, par exemple. Pour modéliser et simuler un mouvement naturel, il faut être capable de gérer des contraintes cinématiques (pour tenir compte de la géométrie de son environnement), cinétiques (pour gérer la répartition de ses masses dans l'espace), dynamiques (les lois de la mécanique s'appliquent évidemment aussi) et d'autres que nous regrouperons sous le terme de " style " (lié à des aspects psychologiques, sociologiques...). Nous avons proposé une nouvelle représentation du mouvement humain qui simplifie grandement la résolution de contraintes cinématiques et cinétiques à partir d'un mouvement initial (issu d'un système de mesures ou conçu manuellement). L'hypothèse est que les mouvements mesurés vérifient intrinsèquement la plupart des contraintes citées précédemment. Il est ensuite possible d'ajouter ou de modifier certaines de ces contraintes pour simuler l'adaptation du système moteur à de nouvelles situations. La deuxième contribution concerne la définition d'un protocole de validation des mouvements simulés. C'est un problème difficile car le mouvement humain implique un grand nombre de degrés de liberté et de pas de temps, ce qui conduit à un espace de dimension énorme. Comment ramener cela à une valeur unique de distance ? Les méthodes classiques utilisent des erreurs moyennes, des corrélations ou des correspondances temporelles entre courbes. Cependant, ces valeurs quantifiables ne reflètent pas toujours le réalisme des mouvements simulés si on demande à des sujets d'en juger la qualité. En réalité virtuelle, plusieurs travaux cherchent à évaluer la sensation d'être présent dans un environnement simulé. Nous avons donc proposé de juger du réalisme du mouvement en faisant interagir des sujets réels avec des entités simulées. Ces travaux ont été menés dans le cadre particulier du duel gardien-tireur mais pourraient être étendus à un cas plus général. La troisième contribution concerne une étude transversale de la locomotion bipède via une approche de type analyse/synthèse. L'objectif de ce travail est de déduire complètement un mouvement de locomotion à partir d'un ensemble de données anatomiques et d'hypothèses générales issues de la biomécanique et des neurosciences. Une application évidente concerne la cherche de locomotions possibles pour des espèces fossiles. Fondamentalement, le problème revient à gérer un espace très important de postures possibles à chaque pas de temps et à en extraire une séquence qui soit comparable à ce qu'une créature réelle aurait naturellement produit. Nos travaux ont donc abouti à un une plate-forme de tests d'hypothèses locomotrices (minimisation d'énergie, de la dérivée de l'accélération, de la distance à une posture de référence...). L'entrée principale de cette plate-forme est la description de l'anatomie de la créature et une série d'empreintes à suivre.

Cette étude se place dans le contexte des mannequins numériques utilisés, dés les premières phases de conception, pour tester l’ergonomie d’environnements comme un véhicule automobile. Ces nouveaux outils ne tiennent pas encore compte du vieillissement dans la population. Les mouvements d’entrée et de sortie sont des mouvements complexes particulièrement problématiques pour les seniors. Cette thèse a pour but d’analyser les mouvements d’accessibilités de personnes âgées pour 1/ mieux comprendre leurs difficultés, 2/ pouvoir simuler ces mouvements au moyen d’un mannequin numérique. Dix huit sujets âgés et 7 sujets jeunes ont participés aux expérimentations. Des mouvements d’entrée et de sortie de quatre véhicules ont été capturés et les notes d’inconfort sont recueillies par un questionnaire. De plus, les effets du vieillissement sont différents d’une personne à l’autre, les sujets âgés ont donc passé une série de tests dans le but d’évaluer leurs capacités fonctionnelles. Ces tests sont utilisés pour définir 3 groupes de sujets : ceux qui ont un problème fonctionnel, ceux qui ont des capacités « médiocres » et ceux qui ont de bonnes capacités fonctionnelles. Les mouvements d’entrée et de sortie sont analysés par le biais des interactions entre le sujet et l’environnement dans le but de définir les contraintes liées à la géométrie du véhicule. Deux grandes stratégies sont observées pour les mouvements d’entrée et pour ceux de sortie. Les stratégies d’entrée et sortie « S’Assoit D’abord » et « Deux Jambes Ensemble » ont tendance à être utilisées par des personnes ayant des problèmes fonctionnels. Les stratégies « Jambe Droite la Première » et « Jambe Gauche la Première » sont respectivement les stratégies d’entrée et de sortie les plus observées quelles que soient les capacités fonctionnelles. Ces mouvements sont découpés en phases pour lesquelles des sous-stratégies sont définies. Les interactions entre les mains et l’environnement semblent jouer un rôle très important. Des mécanismes de compensation sont observés dans les mouvements des personnes ayant des problèmes fonctionnels. Les questionnaires d’inconfort montrent que les personnes âgées rencontrent plus de problèmes en sortant qu’en entrant dans les véhicules. Les notes d’inconfort sont influencées par les capacités fonctionnelles des sujets mais les résultats sont très hétérogènes. Une explication proposée est que ces notes reflètent essentiellement les préférences des sujets en termes d’accessibilité automobile. Un examinateur extérieur serait donc mieux à même d’évaluer les difficultés des personnes âgées. Les mouvements capturés sont structurés dans des bases de données dans le but de simuler les mouvements d’accessibilité de personnes âgées à l’aide du logiciel RPx
This study takes place in the context of Digital Human models used to test the ergonomics of environments such as automotives in the earliest stages of the design process. Yet, these tools do not take into account the aging of the population. The car ingress and egress motions are particularly problematic for seniors. This thesis aims at analysing car accessibly movements of elderly people in order to 1/ better understand their difficulties and 2/ simulate these motions using a digital human model. Eighteen elderly and 7 young subjects participated in the experiment. Ingress and egress motions were captured for four types of vehicle and discomfort ratings were collected by a questionnaire. As age effects differ from one person to another, the functional capacities were measured using clinical tests to draw a portrait of the abilities of each elderly subject. Results of these tests are used to define 3 groups of people: those who have a functional problem, those with “mediocre” capacities and those who have good capacities. Ingress and egress motions are analysed through the interaction between the subject and the environment in order to define the constraints linked to vehicle design. Two major strategies have been observed for the ingress and egress movements. The strategies “Sit First” and “Two Legs Out” are used by people with functional problems. The strategies “Right Leg First” and “Left Leg First” are the most observed ingress and egress strategies, regardless of functional capacities. These movements are decomposed into phases for which sub-strategies are defined. The interactions between the hands and the environmental seem to play an important role. Compensation mechanisms are observed in the movements of persons with functional problems. The discomfort questionnaires show that elderly subjects face more problems when exiting than when entering a car. Discomfort ratings are influenced by the functional abilities of subjects but the results are very heterogeneous. An explanation would be that these ratings also reflect the preferences of subjects in terms of car accessibility. An external examiner would then better assess the difficulties of elderly people. The captured movements are structured in databases in order to simulate the accessibility movements of elderly using the RPx software

La difficulté éprouvée pour monter ou descendre d’un véhicule automobile peut amener les personnes âgées et/ou ayants des déficiences motrices à ne plus utiliser leur véhicule. Les constructeurs automobiles l’ont compris et s’intéressent aujourd’hui à ces populations vieillissantes et/ou déficientes sujettes à des troubles de l’appareil locomoteur ainsi qu’à ce geste complexe nécessitant une coordination précise des mouvements articulaires du corps humain. Une alternative pour comprendre et prévoir ce mouvement est d’utiliser la simulation numérique. Les travaux réalisés s’inscrivent dans ce contexte et portent sur la simulation cinématique du mouvement d’entrée d’un humanoïde de synthèse (constitué d’une tête, d’un tronc, d’un bassin et des membres inférieurs) dans des véhicules de dimensions variables à partir de données réelles issues de l’expérimentation. Pour résoudre ce problème « complexe », nous proposons une démarche méthodologique en trois étapes. Une première étape porte sur la constitution d’une base de mouvements dits « exploitables » issues de l’expérimentation menée sur deux véhicules de géométrie distinctes. Ces mouvements « exploitables » sont le résultat de traitements numériques appliqués aux mouvements d’entrée mesurés. Ces traitements permettent, entre autres, d’adapter les angles articulaires mesurés à l’humanoïde de synthèse retenu afin d’éviter d’éventuelles collisions avec l’habitacle qui n’auraient pas été constatées lors des expérimentations. Une deuxième étape porte sur l’analyse et l’identification de manière automatique des stratégies d’entrée dans un véhicule automobile. Cette étape procède en quatre phases à l’issu desquelles 2 stratégies ainsi que 6 sous stratégies du mouvement d’entrée sont identifiées. Une troisième étape, constituée de 4 phases également, utilise les acquis issus des étapes 1 et 2 pour simuler un mouvement d’entrée d’un sujet de la base adoptant une sous stratégie donnée dans un véhicule de géométrie différente. La simulation du mouvement d’entrée d’un même sujet dans un autre véhicule relève d’un problème de cinématique inverse résolu par une programmation non linéaire avec contraintes. Des simulations, impliquant des personnes âgées et/ou ayants des prothèses, permettent de valider la démarche proposée pour les deux stratégies d’entrée. Malgré les différences avec les mouvements mesurés, les mouvements simulés sont conformes aux sous stratégies adoptées par les sujets lors des expérimentations. De plus, les simulations réalisées permettent d’expliquer en partie les changements de stratégie opérés par certains sujets, lors des expérimentations, suite au changement de véhicule automobile. Enfin, des simulations sur des véhicules fictifs montrent les limites de l’outil de simulation développé. Ce travail ouvre plusieurs perspectives de recherches tant concernant l’amélioration de la simulation, en considérant par exemple les différences intra- individuelles des sujets ou encore la dynamique du mouvement, que l’élaboration de nouveaux indices ergonomiques afin d’estimer l’inconfort associé aux mouvements simulés
The difficulty from which suffer elderly and/or disabled people when entering or exiting an automobile vehicle can lead them to never use it again. The car manufacturers are conscious of this fact and they are more and more interested in these growing elderly and/or disabled populations prone to locomotor apparatus disorders and in this complex gesture requiring a precise coordination of the human body articular movements. An alternative to understand and predict this movement is to use the digital simulation. Works completed in this thesis fall under this context and concern the kinematic simulation of the vehicle entering movement of a humanoid (constituted of a head, a trunk, a basin and lower limbs) in variably-dimensioned vehicles by using real data resulting from the experimentation. To solve this "complex" problem, we propose a three stage methodological procedure. A first stage carries on the constitution of a base of movements that we name "exploitable" movements which are issued from the experimentation carried out on two variably-dimensioned vehicles. These "exploitable" movements are the result of digital processing applied to the measured entry movements. These processing allow, among others, to adapt the measured joint articulation angles to the humanoid in order to avoid possible collisions with the cockpit which would not have been noted during the experiments. A second stage relates to the automatically analysis and identification of the vehicle entering movement strategies. This stage proceeds in four phases and it allows the identification of 2 entry movement strategies and 6 sub–strategies. A third stage, made up of 4 phases as well, uses the assets resulting from stages 1 and 2 to simulate an entry movement of a subject of the base adopting a given sub-strategy in another vehicle of different geometry. The simulation of the entry movement of the same subject in another vehicle concerns an inverse kinematics problem solved by constrained nonlinear programming. Simulations, implying elderly and/or having prostheses people, make it possible to validate the suggested procedure for the two entry strategies. In spite of the differences with the measured movements, the simulated movements are in conformity with the sub-strategies adopted by the subjects during the experiments. Furthermore, the realized simulations make it possible to explain partly the changes of strategy operated by some subjects, during the experiments, when shifting from one vehicle to another. Finally, simulations on fictitious vehicles show the limits of the developed simulation tool. This work opens several prospects for research as well concerning the improvement of simulation, by considering for example the intra-individual differences of subjects or the dynamics of the movement, as the development of new ergonomic indices in order to consider discomfort associated with the simulated movements

Depuis deux décennies, la compréhension des phénomènes de foules suscite un intérêt grandissant dans les domaines de la réalité virtuelle et de la vision par ordinateur en raison de l'accroissement démographique mondial et de l'urbanisation, mais aussi de la demande en réalisme dans l'industrie de l'infographie. Les mécanismes régissant la navigation d'individus ainsi que leurs interactions sont à l'heure actuelle encore mal compris, et sont le plus souvent modélisés par des lois empiriques inspirées de l'observation qualitative du phénomène de la foule. A l'inverse, les méthodes dîtes “basées données” permettent un apprentissage quantitatif des propriétés d'un phénomène. A partir de vidéos de foules humaines et de modèles régissant leur évolution, on peut chercher à enrichir la simulation comportementale par une calibration optimale des modèles utilisés. Dans cette thèse, nous proposons une approche basée donnée originale pour analyser, simuler et contrôler des mouvements de foules à partir de vidéos ou d'autres données. Pour cela, nous exploitons le formalisme du contrôle optimal et en particulier de l'assimilation variationnelle de données. L'acquisition d'information à partir de vidéos constitue toutefois une opération délicate. Son énergie reste en effet cantonnée à une description Eulérienne sensiblement différente de la description implicitement Lagrangienne, de bas niveau, et adaptée à des objet ponctuels en mouvement que sont les individus. Dans ce document, nous proposons ainsi une écriture originale unifiant ces représentations qui s'appuie sur des graphes. Les bénéfices et limites de la méthodologie retenue sont aussi discutés au travers d'exemples jouets
In the communities of computer graphics and vision the study of human crowds phenomena has raised an increasing interest over the past years. The main reasons stem from a continuous increase in the world population and the associated problems, but also from a search of a good visual realism in computer games or computer-generated images for the movie industry. Yet, most of the navigation mechanisms or collision avoidance strategies among pedestrians are not fully understood, resulting in empirical models inspired by qualitative observations. On the contrary, data- driven methods oppose to this qualitative methods by giving ways to describe quantitatively those phenomena. From crowd videos, it should be possible to enrich the behavioral simulation models through parameterization or calibration. In this thesis, an original approach is proposed to analyze and simulate crowd motions from videos, which exploits the optimal control formalism, and more specifically the variational data assimilation principles. By exploiting some existing physical models describing the dynamics of a crowd flow, and combining this information to the perceived motion in the image, it is shown in this thesis how to extract a high level information on the flow related to a disturbance potential. The information conveyed in this process is by essence Eulerian, and opposes to the Lagrangian nature of pedestrians. To overcome this plurality of representation, a new powerful graph-based representation is introduced. The control of individuals driven by a dynamical method and under external constraints (designed by an animator or acquired from videos) is then studied and discussed

Le thème général de ce travail est l’analyse du mouvement de pagayage sur un ergomètre instrumenté spécifique au kayak. La première partie est une validation de la mesure et de la cinématique des kayakistes sur un ergomètre instrumenté de capteurs de forcemono-axiaux associé à un système cinématographique. Un modèle anthropométrique tridimensionnel et des capteurs de force triaxiaux sont nécessaires à la poursuite de l’analyse. Lors de la seconde partie, un modèle géométrique et dynamique du système athlète – ergomètre est défini pour simuler le pagayage. Les conséquences de modifications matérielles et de la gestuelle sont ainsi évaluées. La dernière partie présente l’intérêt d’un modèle anthropométrique qui dissocie des épaules du tronc et partitionne le tronc. Les données cinématiques sont améliorées par la gestion des occlussions partielles due au passage de la pagaie devant les membres inférieurs et à une procédure de localisation des centres articulaires adaptée aux sportifs
The main purpose of this PhD thesis is the analysis of paddling an instrumented ergometer specific to kayak. The first part describes the measurement and kinematics validation of an ergometer instrumented by mono-axial force sensors with a motion analysis system. The continuation of the project requires a three-dimensional anthropometrical model and three-axial force sensors. In the second part, a geometrical and dynamic model of the system athlete – ergometer is defined to simulate paddling. Then effects of material and movement modifications are tested. The last part presents the interest of a model that dissociates shoulders from the trunk and divides the trunk. Kinematic data are improved by the treatment of partial occlusions due to paddle motion closed to lower limbs and by a procedure, to determine the hip joint centre, adapted to athletes

Comprendre et animer des mouvements humains sont intimement liés aux approches d'analyse et de synthèse. Ces approches soulèvent des problèmes fondamentaux dans de nombreux domaines scientifiques tels que la biomécanique, l'anthropologie et l'animation. Obtenir des mouvements animés réalistes est un point hautement délicat et complexe face à la perception exercée d'un observateur. Nous étudions et réalisons une chaîne complète et cohérente d'analyse et de synthèse de locomotions humaines qui certifie le respect de critères de réalisme du mouvement. Cette chaîne est composée d'une méthode d'adaptation cinématique, d'un procédé de validation dynamique de cette méthode et d'une méthode de synthèse en dynamique directe. Nous proposons dans chacune de ces trois parties, des méthodes de modélisation de l'humain et du mouvement ainsi que des méthodes de calculs du mouvement. Nous orientons ces travaux sur des méthodes d'adimensionnement et de manipulation d'une base de données de mouvements.

Le but de ce travail est de retrouver le critère minimisé spontément par un sauteur en longueur lors de l’impulsion. Une fois la capture du mouvement effectuée, les paramètres de phase à l’instant initiale et à l’instant final sont injectés dans une procédure d’optimisation paramétrique où plusieurs types de critères sont minimisés. Les critères énergétiques traduisent la notion d’économie alors que les critères sthéniques traduisent la notion d’intégrité musculo-squelettique. Les résultats énergétques se rapprochent des mouvements continus alors que les critères sthéniques sont plus proches des gestuelles à contre-mouvement
The aim of this study is to find criteria which is minimized by a long jumper at the take-off. After motion capture angular positionsand velocities at the initial and final time are used in parametric optimisation procedure with differents criteria. Energetic criteria are associated with economic goal. Sthenic criteria are associated with the musculo-skeletal concept. Results demonstrate that sthenic criteria simulate gestual with countermovement whereas energetic criteria simulate continuous gestual

La marche est pour l'homme son mode de locomotion le plus usuel. Pour un sujet sain, il s'agit d'une action simple qu'il exécute sans être obligé d'y penser. Cependant, la survenue d'une pathologie peut venir la perturber et augmenter son coût énergétique. L'autonomie diminue, ce qui risque de rendre dépendant l'individu dans ses activités quotidiennes. Afin de lutter contre, la rééducation de la marche doit prendre en compte les causes de ses perturbations. Or, il est difficile d'isoler le rôle de chacun des paramètres interdépendants qui composent la marche. L'objectif de ces travaux est donc de proposer une boucle complète allant de l'analyse à la simulation de la marche pathologique en passant par sa modélisation. L'intérêt est de disposer d'un outil capable de déterminer les facteurs discriminants de l'altération de la marche. Premièrement, le développement de nouveaux outils génériques d'analyse nous aide à mieux comprendre le mouvement étudié et ceci uniquement à partir de données cinématiques, en particulier acquises lors d'une marche sur tapis roulant. La deuxième étape se focalise sur la modélisation d'une marche particulière, celle des sujets hémiplégiques. La cinématique inverse permet de définir une tâche principale liée au mouvement ainsi qu'une tâche secondaire capable de tenir compte de la pathologie du sujet. Finalement, la marche hémiplégique est reproduite grâce à la méthode de simulation choisie. L'approche se base sur des entrées simples à acquérir et permet de tester des hypothèses de rééducation à travers le travail mécanique. La finalité de ce travail est donc de fournir aux thérapeutes un outil simple d'évaluation des hypothèses de rééducation de la marche à partir de son coût énergétique