Postdoctorat en robotique (H/F) : Modélisation de l'adaptation du mouvement humain à un dispositif d'as

Missions :
Les dispositifs robotiques portés pour l'assistance au geste sont une solution possible pour assister physiquement l'humain au travail, et ainsi réduire l'exposition aux facteurs de risques de troubles musculo-squelettiques. La simulation numérique du système couplé humain-robot est une voie prometteuse pour guider la conception de ces dispositifs d'assistance. Mais les approches actuelles de simulation synthétisent des mouvements humains de manière similaire qu’il y ait ou non une assistance, ce qui n’est pas réaliste.Si la synthèse de mouvements humains a fait l'objet de nombreuses recherches dans plusieurs domaines, aucun modèle ne permet de prédire l’adaptation motrice avec une assistance robotique.

L’objectif de ce projet est de simuler la modification du mouvement humain induite par l’utilisation d’un dispositif porté d'assistance. Cela permettra d’établir des modèles prédictifs du mouvement humain avec assistance, nécessaires à une synthèse de mouvement réaliste. Le projet se concentrera sur les dispositifs d’assistance au membre supérieur (ex : assistance à l’épaule), qui sont les plus communs pour les applications professionnelles, car les troubles musculo-squelettiques touchent principalement le membre supérieur.

La synthèse de mouvements humains s’appuie généralement sur des méthodes de contrôle optimal ou des approches basées données. Le contrôle optimal inverse (IOC) ou l’apprentissage par renforcement inverse (IRL) permettent d’identifier des critères d’optimalité d’un mouvement à partir d’une quantité restreinte de données expérimentales. Ces critères peuvent ensuite être utilisés pour synthétiser des mouvements dans des situations non vues expérimentalement (dans la limite où le geste reste d’une nature proche des gestes étudiés). Toutefois, lorsqu’un dispositif d'assistance porté est ajouté, deux éléments peuvent changer, affectant tous deux le résultat du problème d’optimalité : le modèle interne du système et/ou la fonction de coût.

Dans ce projet nous utiliserons des techniques basées sur des principes d’optimalité (IOC/IRL), afin de déterminer si et comment des modifications de fonction de coût peuvent prédire la modification du mouvement humain lors de l’utilisation d’un dispositif d'assistance, en fonction du niveau de modélisation adopté pour le système humain-robot. La première phase du projet consistera en l’acquisition de données expérimentales de mouvements (cinématiques et dynamiques) réalisés avec et sans dispositif d'assistance, afin de quantifier et caractériser les modifications posturales induites par l’assistance. Les activités visées sont le travail les bras levés et la manipulation de charges, qui constituent les principales activités où les dispositifs d’assistance au geste professionnel peuvent être utilisés. On s’intéressera en particulier à l’adaptation motrice en fonction de la charge portée avec et sans assistance.
Une analyse IOC ou IRL se
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