Séance de cours

Analyse spatio-temporelle de la gait : systèmes de mesure

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Dans cours

BIOENG-404: Analysis and modelling of locomotion

The lecture presents an overview of the state of the art in the analysis and modeling of human locomotion and the underlying motor circuits. Multiple aspects are considered including neurophysiology, gait characterization, biomechanics, numerical modeling, ...

Description

Cette séance de cours couvre l'analyse de la démarche spatio-temporelle, axée sur les systèmes de mesure pour l'estimation de la vitesse et de la distance à l'aide de capteurs à inertie et autres. Les sujets abordés comprennent les modèles à double pendule, l'analyse de la trajectoire des pieds, l'analyse de la démarche 3D et les techniques de mesure de la largeur d'étape.

Enseignant·e·s (3)

Auke Ijspeert

Auke Ijspeert is a full professor at the EPFL, and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a B.Sc./M.Sc. in physics from the EPFL (1995), and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh (1999). He carried out postdocs at IDSIA and EPFL, and at the University of Southern California (USC). He then became a research assistant professor at USC, and an external collaborator at ATR (Advanced Telecommunications Research institute) in Japan. In 2002, he came back to the EPFL as an SNF assistant professor. He was promoted to associate professor in October 2009 and to full professor in April 2016. His primary affiliation is with the Institute of Bioengineering, and secondary affiliation with the Institute of Mechanical Engineering. His research interests are at the intersection between robotics, computational neuroscience, nonlinear dynamical systems, and machine learning. He is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of sensorimotor coordination in animals, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and adaptive controllers. (see for instance Ijspeert et al Science 2007, Ijspeert Science 2014, and Nyakatura et al Nature 2019). He is also investigating how to assist people with limited mobility using exoskeletons and assistive furniture. He is regularly invited to give talks on these topics (e.g. TED talk given at TED Global Geneva, Dec 8 2015). With his colleagues, he has received paper awards at ICRA2002, CLAWAR2005, IEEE Humanoids 2007, IEEE ROMAN 2014, CLAWAR 2015, SAB2018, and CLAWAR 2019. He is an IEEE Fellow, member of the Board of Reviewing Editors of Science magazine, and associate editor for the IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics and for the International Journal of Humanoid Robotics. He has acted as an associate editor for the IEEE Transactions on Robotics (2009-2013) and for Soft Robotics (2018-2021). He was a guest editor for the Proceedings of IEEE, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Autonomous Robots, IEEE Robotics and Automation Magazine, and Biological Cybernetics. He has been the organizer of 7 international conferences (BioADIT2004, SAB2004, AMAM2005, BioADIT2006, LATSIS2006, SSRR2016, AMAM2019), and a program committee member of over 50 conferences.

Grégoire Courtine

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Alejandro Rodriguez Guajardo, Marc Khoury, Emma Farina, Icare Sakr, Camille Marie Mélodie Frayssinhes, Philippe José Emile René Forero, Ruijia Wang, Luca Robert Liebi, Achilleas Laskaratos, Chen Chen, Mark Adam Hinkle, Paula Sanchez Lopez, Martin Picek, Vi Anh Nguyen, Lou Colette Kohler Voinov, Jules Luo-Han Julien Orsat A dirigé les thèses EPFL de Nikolaus Wenger, Janine Beauparlant, Lucia Florinda Friedli Wittler, Léonie Asboth, Mark Andrew Anderson, Galyna Pi

Source officielle

Concepts associés (6)

Centrale à inertie

thumb|Gyrolaser de forme triangulaire, technologie de gyromètre couramment utilisée dans les centrales à inertie. Une centrale à inertie ou centrale inertielle est un instrument utilisé en navigation, capable d'intégrer les mouvements d'un mobile (accélération et vitesse angulaire) pour estimer son orientation (angles de roulis, de tangage et de cap), sa vitesse linéaire et sa position. L'estimation de position est relative au point de départ ou au dernier point de recalage.

Pendule (physique)

En physique, le pendule est un système oscillant qui, écarté de sa position d'équilibre, y retourne en décrivant des oscillations, sous l'effet d'une force, par exemple le poids d'une masse. Le mot pendule (nom masculin), dû à Huygens, vient du latin pendere. Le pendule de Foucault est l'un des plus connus. Par ailleurs, le mot « pendule » est souvent utilisé en synonyme de « pendule simple », même si son mouvement n'est plus « pendulaire » (on parle ainsi de pendule conique).

Navigation inertielle

vignette|295x295px|Centrale à inertie du missile S3, Musée de l'Air et de l'Espace, Paris Le Bourget (France) La navigation inertielle (en anglais, inertial navigation system ou INS) est une technique utilisant des capteurs d’accélération et de rotation afin de déterminer le mouvement absolu d’un véhicule (avion, missile, sous-marin...). Elle a l’avantage d’être totalement autonome. La navigation inertielle a été utilisée sur les V1 et V2 allemands. Charles Stark Draper est connu comme le « père de la navigation inertielle ».

Pendule simple

En physique, le pendule simple est une masse ponctuelle fixée à l'extrémité d'un fil sans masse et inextensible, et oscillant sous l'effet de la pesanteur. Il s'agit du modèle de pendule pesant le plus simple. Il est parfois appelé pendule de gravité idéal et, par opposition, tout pendule de gravité réel est appelé pendule pesant composé. Par extension, on appelle aussi parfois pendule simple un dispositif dans lequel le fil inextensible est remplacé par une tige rigide de masse nulle pouvant tourner sans frottement dans un plan vertical autour de son extrémité fixe (liaison parfaite).

Pendule inversé

En physique, un pendule inversé est un pendule simple. Il présente une position d'équilibre instable s'il est maintenu vertical à 180°, mais cette position est maintenue par un système de contrôle ou par excitation de Kapitza. C'est un problème de physique non linéaire. La situation est exactement la même que celle décrite pour le pendule simple, en considérant une tige rigide mais de masse négligeable. On définit donc : θ l'angle formé entre la tige et la verticale ; m la masse du pendule ; l la longueur de la tige ; g l'accélération de la pesanteur ; On note les dérivées temporelles par un point : et .

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Séances de cours associées (9)

Mécanique : Cadres inertiels et non inertiels

Explore la mécanique dans les cadres inertiels et non inertiels, les forces de couverture, l'effet Coriolis et la formule Poisson.

Déroulement et examen

Couvre la rotation pure, le roulement sans glissement, le mouvement du pendule et les systèmes continus.

Système de masse variable et cadres accélérés

Explore les systèmes à masse variable, la poussée de fusée, les conditions de décollage et les cadres accélérés.

Systèmes à masse variable et cadres accélérés

Explore les systèmes de masse variable, les cadres accélérés et les forces dans les cadres rotatifs.

Changements de cadres de référence : Formules dérivées et applications

Couvre la dérivation de formules pour les changements de vitesse et d'accélération lors de la commutation des trames, avec des exemples pratiques comme le pendule Foucault.

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Concepts associés (6)

Centrale à inertie

Pendule (physique)

Navigation inertielle

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Pendule inversé

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