Academic literature on the topic 'Locomotion – Informatique'
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Journal articles on the topic "Locomotion – Informatique"
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Synek, Alexander, Szu-Ching Lu, Sandra Nauwelaerts, Dieter H. Pahr, and Tracy L. Kivell. "Metacarpophalangeal joint loads during bonobo locomotion: model predictions versus proxies." Journal of The Royal Society Interface 17, no. 164 (March 2020): 20200032. http://dx.doi.org/10.1098/rsif.2020.0032.
Full textAbstract:
The analysis of internal trabecular and cortical bone has been an informative tool for drawing inferences about behaviour in extant and fossil primate taxa. Within the hand, metacarpal bone architecture has been shown to correlate well with primate locomotion; however, the extent of morphological differences across taxa is unexpectedly small given the variability in hand use. One explanation for this observation is that the activity-related differences in the joint loads acting on the bone are simply smaller than estimated based on commonly used proxies (i.e. external loading and joint posture), which neglect the influence of muscle forces. In this study, experimental data and a musculoskeletal finger model are used to test this hypothesis by comparing differences between climbing and knuckle-walking locomotion of captive bonobos ( Pan paniscus ) based on (i) joint load magnitude and direction predicted by the models and (ii) proxy estimations. The results showed that the activity-related differences in predicted joint loads are indeed much smaller than the proxies would suggest, with joint load magnitudes being almost identical between the two locomotor modes. Differences in joint load directions were smaller but still evident, indicating that joint load directions might be a more robust indicator of variation in hand use than joint load magnitudes. Overall, this study emphasizes the importance of including muscular forces in the interpretation of skeletal remains and promotes the use of musculoskeletal models for correct functional interpretations.
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Pop, Cristian, Amir Khajepour, Jan P. Huissoon, and Aftab E. Patla. "Experimental/Analytical Analysis of Human Locomotion Using Bondgraphs." Journal of Biomechanical Engineering 125, no. 4 (August 1, 2003): 490–98. http://dx.doi.org/10.1115/1.1590356.
Full textAbstract:
A new vectorial bondgraph approach for modeling and simulation of human locomotion is introduced. The vectorial bondgraph is applied to an eight-segment gait model to derive the equations of motion for studying ground reaction forces (GRFs) and centers of pressure (COPs) in single and double support phases of ground and treadmill walking. A phase detection technique and accompanying transition equation is proposed with which the GRFs and COPs may be calculated for the transitions from double-to-single and single-to-double support phases. Good agreement is found between model predictions and experimental data obtained from force plate measurements. The bondgraph modeling approach is shown to be both informative and adaptable, in the sense that the model resembles the human body structure, and that modeled body segments can be easily added or removed.
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Torkamanzehi, Adam, Patricia Boksa, Mouhssine Ayoubi, Marie-Ève Fortier, N. M. K. Ng Ying Kin, Emile Skamene, Guy Rouleau, and Ridha Joober. "Identification of Informative Strains and Provisional QTL Mapping of Amphetamine (AMPH)-Induced Locomotion in Recombinant Congenic Strains (RCS) of Mice." Behavior Genetics 36, no. 6 (May 19, 2006): 903–13. http://dx.doi.org/10.1007/s10519-006-9078-3.
Full text
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McGibbon, Chris A., and David E. Krebs. "Discriminating age and disability effects in locomotion: neuromuscular adaptations in musculoskeletal pathology." Journal of Applied Physiology 96, no. 1 (January 2004): 149–60. http://dx.doi.org/10.1152/japplphysiol.00422.2003.
Full textAbstract:
We identified biomechanical variables indicative of lower extremity dysfunction, distinct from age-related gait adaptations, and examined interrelationships among these variables to better understand the neuromuscular adaptations in gait. Sagittal plane ankle, knee, and hip peak angles, moments, and powers and spatiotemporal parameters were acquired during preferred-speed gait in 120 subjects: 45 healthy young, 37 healthy elders, and 38 elders with functional limitations due to lower extremity musculoskeletal pathology, primarily arthritis. Multiple analysis of covariance with discriminate analysis, adjusted for gait speed, was used to identify the variables discriminating groups. Correlation analysis was used to explore interrelationships among these variables within each group. Healthy elders were discriminated (sensitivity 76%, specificity 82%) from young adults via decreased late-stance ankle plantar flexion angle, increased late-stance knee power absorption, and early-stance hip extensor power generation. Disabled elders were discriminated (sensitivity 74%, specificity 73%) from healthy elders via decreased late-stance ankle plantar flexor moment and power generation, increased early-stance ankle dorsiflexor moment, and late-stance hip flexor moment and power absorption. Relationships among variables showed a higher degree of coupling for the disabled elders compared with the healthy groups, suggesting a reduced ability to alter motor strategies. Our data suggest that, beyond age-related changes, elders with lower extremity dysfunction rely excessively on passive action of hip flexors to provide propulsion in late stance and contralateral ankle dorsiflexors to enhance stability. These findings support a growing body of evidence that gait changes with age and disablement have a neuromuscular basis, which may be informative in a motor control framework for physical therapy interventions.
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Tsubouchi, Takashi, and Keiji Nagatani. "Special Issue on Modern Trends in Mobile Robotics." Journal of Robotics and Mechatronics 14, no. 4 (August 20, 2002): 323. http://dx.doi.org/10.20965/jrm.2002.p0323.
Full textAbstract:
Since the dawning of the Robotics age, mobile robots have been important objectives of research and development. Working from such aspects as locomotion mechanisms, path and motion planning algorithms, navigation, map building and localization, and system architecture, researchers are working long and hard. Despite the fact that mobile robotics has a shorter history than conventional mechanical engineering, it has already accumulated a major, innovative, and rich body of R&D work. Rapid progress in modern scientific technology had advanced to where down-sized low-cost electronic devices, especially highperformance computers, can now be built into such mobile robots. Recent trends in ever higher performance and increased downsizing have enabled those working in the field of mobile robotics to make their models increasingly intelligent, versatile, and dexterous. The down-sized computer systems implemented in mobile robots must provide high-speed calculation for complicated motion planning, real-time image processing in image recognition, and sufficient memory for storing the huge amounts of data required for environment mapping. Given the swift progress in electronic devices, new trends are now emerging in mobile robotics. This special issue on ""Modern Trends in Mobile Robotics"" provides a diverse collection of distinguished papers on modern mobile robotics research. In the area of locomotion mechanisms, Huang et al. provide an informative paper on control of a 6-legged walking robot and Fujiwara et al. contribute progressive work on the development of a practical omnidirectional cart. Given the importance of vision systems enabling robots to survey their environments, Doi et al., Tang et al., and Shimizu present papers on cutting-edge vision-based navigation. On the crucial subject of how to equip robots with intelligence, Hashimoto et al. present the latest on sensor fault detection in dead-reckoning, Miura et al. detail the probabilistic modeling of obstacle motion during mobile robot navigation, Hada et al. treat long-term mobile robot activity, and Lee et al. explore mobile robot control in intelligent space. As guest editors, we are sure readers will find these articles both informative and interesting concerning current issues and new perspectives in modern trends in mobile robotics.
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Słowiak, Justyna, Victor S. Tereshchenko, and Łucja Fostowicz-Frelik. "Appendicular skeleton of Protoceratops andrewsi (Dinosauria, Ornithischia): comparative morphology, ontogenetic changes, and the implications for non-ceratopsid ceratopsian locomotion." PeerJ 7 (July 22, 2019): e7324. http://dx.doi.org/10.7717/peerj.7324.
Full textAbstract:
Protoceratops andrewsi is a well-known ceratopsian dinosaur from the Djadokhta Formation (Upper Cretaceous, Mongolia). Since the 1920s, numerous skeletons of different ontogenetic stages from hatchlings to adults, including fully articulated specimens, have been discovered, but the postcranial anatomy of Protoceratops has not been studied in detail. A new, mostly articulated subadult individual provides an excellent opportunity for us to comprehensively describe the anatomy of the limb skeleton, to compare to other ceratopsian dinosaurs, and to study the ontogenetic and intraspecific variation in this species. New data provided by the specimen shed light on the lifestyle of P. andrewsi. The young subadult individuals present an array of morphological characters intermediate between the bipedal Psittacosaurus and fully quadrupedal adult P. andrewsi. We compare these observations with a broad range of non-ceratopsid Neoceratopsia (of various locomotor adaptations) and Psittacosauridae (obligate bipeds), which gives us insight into the evolution of the skeletal characters informative for the postural change in ceratopsian dinosaurs.
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Carslake, Charles, Jorge A. Vázquez-Diosdado, and Jasmeet Kaler. "Machine Learning Algorithms to Classify and Quantify Multiple Behaviours in Dairy Calves Using a Sensor: Moving beyond Classification in Precision Livestock." Sensors 21, no. 1 (December 25, 2020): 88. http://dx.doi.org/10.3390/s21010088.
Full textAbstract:
Previous research has shown that sensors monitoring lying behaviours and feeding can detect early signs of ill health in calves. There is evidence to suggest that monitoring change in a single behaviour might not be enough for disease prediction. In calves, multiple behaviours such as locomotor play, self-grooming, feeding and activity whilst lying are likely to be informative. However, these behaviours can occur rarely in the real world, which means simply counting behaviours based on the prediction of a classifier can lead to overestimation. Here, we equipped thirteen pre-weaned dairy calves with collar-mounted sensors and monitored their behaviour with video cameras. Behavioural observations were recorded and merged with sensor signals. Features were calculated for 1–10-s windows and an AdaBoost ensemble learning algorithm implemented to classify behaviours. Finally, we developed an adjusted count quantification algorithm to predict the prevalence of locomotor play behaviour on a test dataset with low true prevalence (0.27%). Our algorithm identified locomotor play (99.73% accuracy), self-grooming (98.18% accuracy), ruminating (94.47% accuracy), non-nutritive suckling (94.96% accuracy), nutritive suckling (96.44% accuracy), active lying (90.38% accuracy) and non-active lying (90.38% accuracy). Our results detail recommended sampling frequencies, feature selection and window size. The quantification estimates of locomotor play behaviour were highly correlated with the true prevalence (0.97; p < 0.001) with a total overestimation of 18.97%. This study is the first to implement machine learning approaches for multi-class behaviour identification as well as behaviour quantification in calves. This has potential to contribute towards new insights to evaluate the health and welfare in calves by use of wearable sensors.
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Warren, William H. "Information Is Where You Find It: Perception as an Ecologically Well-Posed Problem." i-Perception 12, no. 2 (March 2021): 204166952110003. http://dx.doi.org/10.1177/20416695211000366.
Full textAbstract:
Texts on visual perception typically begin with the following premise: Vision is an ill-posed problem, and perception is underdetermined by the available information. If this were really the case, however, it is hard to see how vision could ever get off the ground. James Gibson’s signal contribution was his hypothesis that for every perceivable property of the environment, however subtle, there must be a higher order variable of information, however complex, that specifies it—if only we are clever enough to find them. Such variables are informative about behaviorally relevant properties within the physical and ecological constraints of a species’ niche. Sensory ecology is replete with instructive examples, including weakly electric fish, the narwal’s tusk, and insect flight control. In particular, I elaborate the case of passing through gaps. Optic flow is sufficient to control locomotion around obstacles and through openings. The affordances of the environment, such as gap passability, are specified by action-scaled information. Logically ill-posed problems may thus, on closer inspection, be ecologically well-posed.
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Panchenko, Maksim, Vladimir Grachev, Alexander Grishchenko, and Fedor Bazilevskiy. "Application of linear classifier for technical state identification of the diesel engine." Bulletin of scientific research results, no. 1 (March 28, 2019): 31–40. http://dx.doi.org/10.20295/2223-9987-2019-1-31-40.
Full textAbstract:
Objective: To analyze application possibilities of a linear classifier for identification of a diesel’s technical state by the crankshaft instantaneous speed signal. Methods: SVM linear classifier is used for identification of the current diesel technical state class by means of a pulse rate-of-turntransducer stress scanning image autocorrelation matrix of the diesel crankshaft. In order to provide the possibility of a visual display of results matrix dimensions were reduced to 22, informative parameters selection as well as classification quality control were carried out by means of 5-fold cross check (cross-validation). Results: 16ChN26/26 (1-8DG) diesel locomotive engine is the object of research. The former is operating in modes 350, 770 and 845 r/min both with all cylinder barrels functioning and with dead 5-m and 8-m right cylinder barrels. It was established that the application of a linear classifier synthesized by means of the support vector machine, makes it possible to detect single failures within the accuracy up to 100 % and multiple failures within the accuracy of 75–100 %. Practical importance: The described method for determination of the diesel locomotive engine technical state can be applied for diesel-powered locomotives in use to reduce the expenses on diesel engine repair.
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Audira, Gilbert, Bonifasius Sampurna, Stevhen Juniardi, Sung-Tzu Liang, Yu-Heng Lai, and Chung-Der Hsiao. "A Versatile Setup for Measuring Multiple Behavior Endpoints in Zebrafish." Inventions 3, no. 4 (November 7, 2018): 75. http://dx.doi.org/10.3390/inventions3040075.
Full textAbstract:
The measurement of multiple behavior endpoints in zebrafish can provide informative clues within neurobehavioral field. However, multiple behavior evaluations usually require complicated and costly instrumental settings. Here, we reported a versatile setting that applied ten acrylic tanks arranging into five vertical layers and two horizontal columns to perform multiple behavior assays simultaneously, such as the novel tank diving test, mirror-biting test, social interaction, shoaling, and predator escape assay. In total, ten behavioral performance were collected in a single video, and the XY coordination of fish locomotion can be tracked by using open source software of idTracker and ImageJ. We validated our setting by examining zebrafish behavioral changes after exposure to low dose ethanol (EtOH) for 96 h. Fish were observed staying longer time at bottom of the tank, less mirror biting interest, higher freezing time, less fear in predator test, and tight shoaling behaviors which indicated the anxiogenic effect was induced by low dosage exposure of EtOH in zebrafish. In conclusion, the setting in this study provided a simple, versatile and cost-effective way to assess multiple behavioral endpoints in zebrafish with high reliability and reproducibility for the first time.
Dissertations / Theses on the topic "Locomotion – Informatique"
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Hoinville, Thierry. "Evolution de contrôleurs neuronaux plastiques : de la locomotion adaptée vers la locomotion adaptative." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2007. http://www.theses.fr/2007VERS0022.
Full textAbstract:
Evolutionary robotics mainly focused on evolving neural controllers that are structurally and parametrically fixed, for the control of robots that can roll, walk, swim or fly. This approach led to the design of controllers that are well adapted to constant environments, but not adaptive to varying conditions. To tackle this issue, some researchers suggest to evolve plastic, rather than fixed, neural controllers. Our work follows this way and aims to design plastic neural controllers for legged robots subject to external perturbations, as well as possible mechanical damages. First, we propose a review of the main known forms of neuronal plasticity and their modeling. This review is mostly intended to the roboticists audience. Then, we draw a state of the art of evolving plastic neural controllers and criticize the biological realism of the developed models. On this background, we provide a first contribution centered on thedilemma of evolving both flexible and stable neural controllers. Thus,we suggest to use homeostatic constraints to stabilize CTRNNs incorporating adaptive synapses. We applied this method with success to the locomotion of a one-legged robot, confronted to an external perturbation. Finally, we present a second work based on the knowledge acquired on the biological central pattern generators (CPG) and their plasticity. In practice, we evolve neural relaxation oscillators subject to neuromodulation, for the adaptive locomotion of a modular myriapod robot, that could experience leg amputationsLes recherches menées en robotique évolutionniste se sont avant tout focalisées sur l'évolution de contrôleurs neuronaux structurellement et paramétriquement figés, pour la locomotion de robots qui roulent, marchent, nagent ou volent. Cette démarche a permis la conception de contrôleurs bien adaptés à des environnements constants, mais non adaptatifs aux variations de ceux-ci. Pour y remédier, certains roboticiens ont suggéré de faire évoluer des neuro-contrôleurs non plus figés, mais plastiques. Notre approche s'inscrit dans ce revirement et vise à ce que les robots à pattes puissent adapter leur locomotion aussi bien aux perturbations extérieures, qu'aux éventuelles détériorations de leurs structures mécaniques. Nous proposons en premier lieu une revue des phénomènes de plasticiténeuronale et de leur modélisation, destinée essentiellement aux roboticiens. Nous dressons ensuite un état de l'art de l'évolution de neuro-contrôleurs plastiques et critiquons la plausibilité biologique des modèles développés. Notre première contribution s'inspire des travaux de la robotique évolutionniste et aborde le dilemme de l'évolution de contrôleurs à la fois flexibles et stables. Ainsi, nous employons des contraintes homéostatiques pour stabiliser la plasticité de contrôleurs assurant la locomotion d'un robot monopode confronté à une perturbation freinant son avancée. Notre deuxième contribution s'inspire des connaissances acquises sur les générateurs centraux de pattern (CPG) et leur plasticité. Ainsi,nous proposons l'évolution d'oscillateurs à relaxation soumis à neuromodulation pour la locomotion adaptative d'un robot myriapode confronté à d'éventuelles amputations de pattes
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Poulin, Régis. "Architecture et commande d'une interface de locomotion utilisant un mécanisme parallèle entraîné à l'aide de câbles." Master's thesis, Université Laval, 2005. http://hdl.handle.net/20.500.11794/35381.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente le développement de l’architecture et des algorithmes de commande d’une interface de locomotion utilisant un mécanisme parallèle à câbles. Cette interface de locomotion permet d’améliorer l’expérience de la réalité virtuelle en recréant la topologie du monde virtuel. Tout d’abord, une revue de littérature sur les interfaces de locomotion est présentée. Par la suite, l’architecture globale du système est présentée. Les définitions de base sous-jacentes à la compréhension des algorithmes de commande ainsi que l’analyse cinématique du mécanisme sont ensuite présentées. L’architecture logicielle et les algorithmes de commande sont enfin présentés. Des améliorations au point de vue des mécanismes à câbles sont aussi présentées. Ces améliorations permettent d’améliorer la précision de la commande en position des mécanismes à câbles. Enfin, les résultats présentent l’aboutissement des travaux en montrant le fonctionnement d’un prototype à trois degrés de liberté de l’interface de locomotion réalisé.Québec Université Laval, Bibliothèque 2019
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Costis, Thomas. "Couplage perception-locomotion pour robot quadrupède autonome." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2006. http://www.theses.fr/2006VERS0026.
Full textAbstract:
Les travaux décrits dans ce mémoire présentent une étude du couplage perception-locomotion applicables à des robots quadrupèdes. L'objectif principal est l'augmentation de l'autonomie du robot pour aboutir à l'adaptation de la locomotion en fonction du terrain et de son environnement. Dans une première partie nous nous intéressons à la perception visuelle du robot et particulièrement à la détection d'objets colorés à partir d'une seule caméra. Nous présentons ensuite les développements effectués pour la détection embarquée de segments dans l'environnement avec, pour objectif de repérer les traces au sol des obstacles de manière autonome. Les primitives obtenues à partir du système de vision adapté à la robotique permettent la localisation du robot, dans un premier temps relative par rapport aux lignes détectées, puis absolue dans un environnement semi-connu. La partie expérimentale utilise des plateformes robotiques quadrupèdes Sony et se concentre sur la mise en oeuvre de comportements autonomes comme le suivi d'une ligne au sol ou le positionnement du robot par rapport à un obstacle polygonal à des fins de contournement ou de franchissementThis thesis presents a survey of perception-driven legged locomotion for robotics use. This research focuses on increasing the autonomy of the robot so it can adapt its gait according to the ground and the environment. In the first part, we present the visual perception system including colored object detection with a single video-camera. The perception system also incorporates different line detection algorithms, in order to get polygonal maps of the obstacles on the ground. Visual primitives are then used to localise the robot in a structured environment with respect to a segment and within an absolute reference frame. The experimental part is conducted on Sony quadruped robots and aims to implement autonomous behaviours such as line following or positionning relatively to polygonal shapes to cross or avoid obstacles
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Farkhatdinov, Ildar. "Modélisation d'estimation de la verticalité pendant locomotion." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00993270.
Full textAbstract:
Dans cette thèse nous proposons une modèl nonlinéaire du système vestibulaire. Le système vestibulaire est essentiel pour locomotion stable à fin qu'il fournit les mesures idiothétiques d'orientation spatial necessaire pour contrôle de la posture. Development du model est baseé sur les principes generals de dynamique Newton-Euler. Les otolithes du système vestibulaire sont modelisé comme pendule sphérique amortie, qui oscille en référentiel non galiléen. Deux types du modèl ont été proposées. Le modèl medial consideers une oreille interne qui se trouve dans le centre de la tête. Le modèl lateral deux oreille interne qui sont situés des deux côté lateral du centre de la tête. Les differences entre les modèls ont été analysé et l'importance d'avoir deux ensembles d'organes vestibulaires ont été discuté. Test algebraic d'observabilité nonlinéaire des models a demonstré que pour avoir l'orientation spatial de la tête observable la tête doit être stabilisée pendant locomotion. Nous avons montré que le problèm d'ambiguïté gravito-inertiel peut être résolu si la tête est stabilisé horizontalement. Ces résultats ont été appliqués pour estimer la verticalité gravitationnelle lors de la locomotion dans les cas linéarisées et non linéaire. Ces résultats ont été appliqués pour estimer la verticalité gravitationnelle pendant locomotion dans les cas linéarisées et non linéaire. Les resultats des simulations ont montré que les erreurs d'estimation ont été significativement plus faible dans le cas de la tête stabilisée. Les estimateurs étaient plus rapides et plus robustes lorsque la tête a été stabilisée. Ensuite, les résultats ont été testés avec le système expérimental, qui a été spécialement conçu pour représenter le système tête-cou et les organes vestibulaires. L'inclinomètre utilisant un liquide a été exploité pour représenter les functions d'otolithes. Les résultats présentés dans cette thèse sont utiles pour l'analyse de la perception spatiale chez les humains et les animaux, et pour améliorer les capacités sensorielles des systèmes robotiques, tels que les robots humanoïdes, véhicules tout terrain, ou des drones.
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BELLAMY, PASCAL. "Methode d'analyse des systemes de locomotion de robots, et application a un quadrupede." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066057.
Full textAbstract:
Determination et optimisation d'un systeme de locomotion de robot a partir des conditions de fonctionnement imposees a ce vehicule. L'ebauche d'une methode d'analyse cinematique parametree est proposee. Les equations cinematiques sont obtenues par analogie entre le probleme de la prehension et la manipulation d'objets et celui de la locomotion
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Dang, Duong. "Manipulation et locomotion en robotique humanoïde avec optimisation temps réel des pas." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746513.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur la réalisation des tâches avec la locomotion sur des robots humanoïdes. Grâce à leurs nombreux degrés de liberté, ces robots possèdent un très haut niveau de redondance. D'autre part, les humanoïdes sont sous-actionnés dans le sens où la position et l'orientation ne sont pas directement contrôlées par un moteur. Ces deux aspects, le plus souvent étudiés séparément dans la littérature, sont envisagés ici dans un même cadre. En outre, la génération d'un mouvement complexe impliquant à la fois des tâches de manipulation et de locomotion, étudiée habituellement sous l'angle de la planification de mouvement, est abordée ici dans sa composante réactivité temps réel. En divisant le processus d'optimisation en deux étapes, un contrôleur basé sur la notion de pile de tâches permet l'adaptation temps réel des empreintes de pas planifiées dans la première étape. Un module de perception est également conçu pour créer une boucle fermée de perception-décision-action. Cette architecture combinant planification et réactivité est validée sur le robot HRP-2. Deux classes d'expériences sont menées. Dans un cas, le robot doit saisir un objet éloigné, posé sur une table ou sur le sol. Dans l'autre, le robot doit franchir un obstacle. Dans les deux cas, les condition d'exécution sont mises à jour en temps réel pour faire face à la dynamique de l'environnement : changement de position de l'objet à saisir ou de l'obstacle à franchir.
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Li, Haoyu. "Recent hidden Markov models for lower limb locomotion activity detection and recognition using IMU sensors." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEC041.
Full textAbstract:
Le contexte de la thèse est celui du quantified-self, un mouvement né en Californie qui consiste à mieux se connaître en mesurant les données relatives à son corps et à ses activités. Les travaux de recherche ont consisté à développer des algorithmes d'analyse des signaux d'un capteur IMU (\textit{Inertial Measurement Unit}) placé sur la jambe pour reconnaître différentes activités de mouvement telles que la marche, la course, la montée d’escalier.... Ces activités sont reconnaissables grâce à la forme des signaux d'accélération et de vitesse angulaire du capteur, tous triaxiaux, pendant le mouvement des jambes lors du cycle de marche. Pour résoudre ce problème de reconnaissance, les travaux de thèse ont permis la construction d'un modèle de chaîne de Markov cachée particulier, appelé chaîne triplet semi-Markov, qui combine un modèle semi-Markov et un modèle de mélange gaussien dans un modèle de Markov triplet. Ce nouveau modèle est adapté à la fois à la nature du cycle de marche et à l'enchaînement des activités que l’on peut réaliser dans la vie quotidienne. Pour adapter les paramètres du modèle aux différences de morphologie et de comportement humain, nous avons développé des algorithmes d'estimation des paramètres en ligne et hors ligne.Pour établir les performances d'apprentissage et de classification des algorithmes, nous avons mené des expériences sur la base d'enregistrements recueillis pendant la thèse et d'un ensemble de données publiques. Les résultats sont systématiquement comparés aux algorithmes de reconnaissance actuelsThe thesis context is that of the quantified self, a movement born in California that consists in getting to know oneself better by measuring data relating to one’s body and activities. The research work consisted in developing algorithms for analyzing signals from an IMU (Inertial Measurement Unit) sensor placed on the leg to recognize different movement activities such as walking, running, stair climbing... These activities are recognizable by the shape of the sensor’s acceleration and angular velocity signals, both tri-axial, during leg movement and gait cycle.To address the recognition problem, the thesis work resulted in the construction of a particular hidden Markov chain, called semi-triplet Markov chain, which combines a semi-Markov model and a Gaussian mixture model in a triplet Markov model. This model is both adapted to the nature of the gait cycle, and to the sequence of activities as it can be carried out in daily life. To adapt the model parameters to the differences in human morphology and behavior, we have developed algorithms for estimating parameters both off-line and on-line.To establish the classification and learning performance of the algorithms, we conducted experiments on the basis of recordings collected during the thesis and on public dataset. The results are systematically compared with state-of-the-art algorithms
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TARDIEU-MARS, CHRISTINE. "Mise au point d'une nouvelle methode informatisee d'analyse tridimensionnellede la marche bipede pour l'etude des deplacements des centres de gravite du corps : application a l'homme et aux primates non humains." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077263.
Full text
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Atchuthan, Dinesh. "Towards new sensing capabilities for legged locomotion using real-time state estimation with low-cost IMUs." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30316/document.
Full textAbstract:
L'estimation en robotique est un sujet important affecté par les compromis entre certains critères majeurs parmi lesquels nous pouvons citer le temps de calcul et la précision. L'importance de ces deux critères dépend de l'application. Si le temps de calcul n'est pas important pour les méthodes hors ligne, il devient critique lorsque l'application doit s'exécuter en temps réel. De même, les exigences de précision dépendent des applications. Les estimateurs EKF sont largement utilisés pour satisfaire les contraintes en temps réel tout en obtenant une estimation avec des précisions acceptables. Les centrales inertielles (Inertial Measurement Unit - IMU) demeurent des capteurs répandus dnas les problèmes d'estimation de trajectoire. Ces capteurs ont par ailleurs la particularité de fournir des données à une fréquence élevée. La principale contribution de cette thèses est une présentation claire de la méthode de préintégration donnant lieu à une meilleure utilisation des centrales inertielles. Nous appliquons cette méthode aux problèmes d'estimation dans les cas de la navigation piétonne et celle des robots humanoïdes. Nous souhaitons par ailleurs montrer que l'estimation en temps réel à l'aide d'une centrale inertielle à faible coût est possible avec des méthodes d'optimisation tout en formulant les problèmes à l'aide d'un modèle graphique bien que ces méthodes soient réputées pour leurs coûts élevés en terme de calculs. Nous étudions également la calibration des centrales inertielles, une étape qui demeure critique pour leurs utilisations. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont été pensés en gardant comme perspective à moyen terme le SLAM visuel-inertiel. De plus, ce travail aborde une autre question concernant les robots à jambes. Contrairement à leur architecture habituelle, pourrions-nous utiliser plusieurs centrales inertielles à faible coût sur le robot pour obtenir des informations précieuses sur le mouvement en cours d'exécution ?Estimation in robotics is an important subject affected by trade-offs between some major critera from which we can cite the computation time and the accuracy. The importance of these two criteria are application-dependent. If the computation time is not important for off-line methods, it becomes critical when the application has to run on real-time. Similarly, accuracy requirements are dependant on the applications. EKF estimators are widely used to satisfy real-time constraints while achieving acceptable accuracies. One sensor widely used in trajectory estimation problems remains the inertial measurement units (IMUs) providing data at a high rate. The main contribution of this thesis is a clear presentation of the preintegration theory yielding in a better use IMUs. We apply this method for estimation problems in both pedestrian and humanoid robots navigation to show that real-time estimation using a low- cost IMU is possible with smoothing methods while formulating the problems with a factor graph. We also investigate the calibration of the IMUs as it is a critical part of those sensors. All the development made during this thesis was thought with a visual-inertial SLAM background as a mid-term perspective. Firthermore, this work tries to rise another question when it comes to legged robots. In opposition to their usual architecture, could we use multiple low- cost IMUs on the robot to get valuable information about the motion being executed?
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Loudcher, Rabaseda Sabine. "Contributions à l'extraction automatique de connaissances : application à l'analyse clinique de la marche." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10309.
Full textAbstract:
Dans cette these, notre objectif methodologique consiste a contribuer a la mise en place de nouvelles techniques d'extraction de connaissances a partir de donnees (ecd). Parmi les methodes d'ecd, nous nous interessons plus particulierement a celles basees sur les graphes d'induction. Notre contribution methodologique est double. D'une part, nous souhaitons proposer une methode d'ecd capable de manipuler simultanement des donnees numeriques et symboliques. Notre contribution porte sur une meilleure prise en compte des donnees numeriques dans les graphes d'induction avec la constitution d'un nouvel algorithme de discretisation, baptise fusinter. Les resultats obtenus par fusinter sont compares a ceux obtenus par d'autres techniques. Nous discutons egalement de l'evaluation, avant toute discretisation, de la separabilite des exemples selon les classes, par le test non parametrique des sequences de a. Mood. D'autre part, pour alimenter la base de connaissances d'un systeme expert ou pour ameliorer la comprehension d'un probleme, nous souhaitons generer, a partir d'une methode d'ecd, des connaissances exprimees sous forme de regles claires et concises. Suite aux problemes engendres par cette generation, nous nous posons le probleme de la simplification d'une base de regles. En reponse aux limites des differentes approches de simplification, nous introduisons notre propre algorithme qui permet d'eliminer les informations redondantes et incoherentes pour obtenir une base optimale avec des regles en faible nombre et concises. Dans le cadre d'un projet medical, des medecins nous ont soumis un probleme concernant la caracterisation de la marche dans le but de la constitution d'un systeme d'identification automatique du type de marche. Notre objectif dans le cadre de cette application est de mettre en evidence les parametres de certaines boiteries. Nous posons comme hypothese que le deplacement du centre du bassin constitue un resume de la marche et est sensible a ses perturbations. Nous decrivons la trajectoire du centre du bassin par des parametres spatiaux et temporels. Parmi ces parametres descriptifs, nous souhaitons trouver ceux caracteristiques des differents types de marche. Ce projet comporte un probleme d'ecd avec la determination des regles de diagnostic des differents types de marche. Par consequent, nous utilisons comme methodes d'ecd, des methodes d'origine statistique, neuronale, genetique, symbolique ou a base de graphe d'induction. Une comparaison des resultats de ces methodes montre que les graphes d'induction, et notamment la methode sipina generalisee a l'aide de nos developpements theoriques, presentent un compromis satisfaisant entre les exigences d'explicabilite et d'efficacite. La methode sipina nous permet de mettre en evidence les parametres caracteristiques des differentes demarches. Des resultats interessants nous encouragent a valider les regles de diagnostic obtenues, avant de pouvoir mettre en place le systeme d'identification automatique.
Book chapters on the topic "Locomotion – Informatique"
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Joshi, Deepak, and Michael E. Hahn. "Electromyogram and Inertial Sensor Signal Processing in Locomotion and Transition Classification." In Computational Tools and Techniques for Biomedical Signal Processing, 195–211. IGI Global, 2017. http://dx.doi.org/10.4018/978-1-5225-0660-7.ch009.
Full textAbstract:
Signal processing in biomedical engineering is essentially required for classification while serving mainly two aims. The first is noise removal and the second is signal representation. Signal representation deals with transforming the signal in such a way that the signal is most informative in that particular domain for the application at hand. This chapter will describe signal processing methods like spectrogram with specific applications to locomotion and transition classification using Electromyography (EMG) data. A wavelet analysis application on foot acceleration signals for automatic identification of toe off in locomotion and the ramp transition is also shown. Finally, the performance of EMG and accelerometer performance across different time windows of a gait cycle in locomotion and transition classification is presented with an emphasis on fusing the data from both sensors for better classification.
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Joshi, Deepak, and Michael E. Hahn. "Electromyogram and Inertial Sensor Signal Processing in Locomotion and Transition Classification." In Data Analytics in Medicine, 762–78. IGI Global, 2020. http://dx.doi.org/10.4018/978-1-7998-1204-3.ch041.
Full textAbstract:
Signal processing in biomedical engineering is essentially required for classification while serving mainly two aims. The first is noise removal and the second is signal representation. Signal representation deals with transforming the signal in such a way that the signal is most informative in that particular domain for the application at hand. This chapter will describe signal processing methods like spectrogram with specific applications to locomotion and transition classification using Electromyography (EMG) data. A wavelet analysis application on foot acceleration signals for automatic identification of toe off in locomotion and the ramp transition is also shown. Finally, the performance of EMG and accelerometer performance across different time windows of a gait cycle in locomotion and transition classification is presented with an emphasis on fusing the data from both sensors for better classification.