Nos objectifs
Etudier les déterminants mécaniques, physiologiques, neurologiques, psychologiques et sociologiques de la motricité des êtres vivants, l'Homme en particulier.
Séminaires et évènements
Effets secondaires, charge cognitive et stress en réalité virtuelle (salle des thèses)
Alexis SOUCHET (IRT SystemX), invité par F. Sarlegna
Bio-Inspired joint design: Exploiting Morphogenesis and Evolutionary Adaptations of Synovial Joints
Kalenia MARQUEZ-FLOREZ (Postdoc Equipe SBI); Amphi FSS
Abstract:
Synovial joints have evolved in shape, dimensions, and tissue characteristics to endure a lifetime of load cycles while minimizing energy loss. Why not draw inspiration from these joints for mechanical design? Given that tissue characteristics are virtually uniform across all taxa and joints, it is the geometry (shape and dimensions) that adapts to the locomotion of each animal. In this talk, I will discuss how we explore the geometrical design principles of synovial joints to apply them to engineering joint design. For shape, we developed a generative design methodology inspired by the synovial joint morphogenesis process to shape contacting surfaces. In this process, cartilaginous bone rudiments grow locally, guided by hydrostatic and shear stress distributions. By mimicking these growth rules in an engineering context, we observed that it is viable to adapt contact surfaces to ensure uniform pressure distribution. Regarding dimensions, we formulated engineering joint sizing guidelines based on biological joint allometry. This involved analyzing the distal humerus dimensions of 110 quadrupedal animals and correlating them with the dynamic conditions experienced during galloping. Our findings indicate that joint dimensions have evolved across taxa to maintain consistent pressure, sliding speed, and fluid film lubrication, which are beneficial for tissue maintenance. This work provides insights into natural joint function, guiding the design of bio-inspired joints.
Acceptabilité des technologies de promotion de l’activité physique chez des populations vulnérables
Meggy Hayotte (Université Côte d'Azur, LAMHESS)
Les recherches de Meggy Hayotte (MCF, Université Côte d'Azur, LAMHESS) portent sur la promotion de l'activité physique à des fins de santé par les technologies auprès des populations vulnérables (e.g., patients atteints d'obésité, seniors). Ses travaux ont exploré les technologies visant à promouvoir l'activité physique selon deux axes : (a) les mécanismes d'acceptabilité des technologies (e.g., les mécanismes basés sur l'Unified Theory of Acceptance and Use of Technology-2 et enrichis par l'intégration de facteurs motivationnels issus de la théorie de l'autodétermination), et (b) les conditions d'efficacité de la technologie (e.g., les techniques intégrées de changement de comportement). L'objectif de cette présentation sera de présenter un bref historique des modèles d'acceptabilité des technologies, avec un focus particulier sur l'Unified Theory of Acceptance and Use of Technology-2, puis de présenter comment ce modèle peut être mobilisé dans le contexte de la promotion de l'activité physique à des fins de santé chez un public vulnérable, avant de conclure par des perspectives de recherche dans ce domaine.
De l'utilisation des coordinations sensorimotrices pour une assistance robotique intuitive et écologique au geste (Salle des thèses FSS)
Nathanaël Jarrassé (ISIR, Sorbonne/CNRS), invité par Jozina De Graaf
Titre: De l'utilisation des coordinations sensorimotrices pour une assistance robotique intuitive et écologique au geste
Les robots sont des outils prometteurs pour assister les gestes humains, qu'ils soient ceux d'un utilisateur handicapé ou d'un opérateur dans l'industrie. Si des progrès importants ont été réalisés au cours des dernières décennies sur la partie matérielle de ces dispositifs robotiques, il reste un défi essentiel : offrir aux utilisateurs un contrôle intuitif et écologique de l'assistance de leur corps par ces dispositifs. Dans cet exposé, je présenterai donc des recherches que nous menons sur la caractérisation des coordinations motrices naturelles et leur réorganisation induite par une déficience ou l'interaction avec des robots ; et comment ces connaissances peuvent être utilisées pour développer une meilleure commande des robots de rééducation et d'assistance.
Site de N. Jérassé (ISIR, Sorbonne): https://www.n-jarrasse.fr/
Behavioral, Neuropsychological, and Computational Perspectives on Sensorimotor Learning (Salle des thèses FSS)
Jonathan Xiao Tsay (Carnegie Mellon, USA) invité par F. Sarlegna
Abstract:
Humans are remarkably adept at learning to use their bodies in a coordinated manner. Understanding how we acquire, adapt, and retain motor skills is one of the principal goals of cognitive neuroscience and remains a defining challenge for robotics and clinical rehabilitation. While it is well established that sensorimotor learning entails multiple implicit and explicit processes, the underlying computations and neural substrates governing these processes remain poorly understood. Drawing on my research ranging from fine-grain sensorimotor psychophysics to large-scale crowdsourced datasets (test yourself here: multiclamp-c2.web.app), I will highlight core neuropsychological constraints and novel computational insights into sensorimotor learning. This body of work offers a fresh perspective regarding the cerebellum’s role in cognition and action and has motivated a new hypothesis concerning how the cerebellum coordinates both our physical and mental kinematics.
Bio: I am an incoming assistant professor of psychology at Carnegie Mellon University (Sep 2024). I have a background in theoretical mathematics (B.A. from Northwestern University), physical rehabilitation (D.P.T. from Northwestern University's Feinberg School of Medicine), and cognitive neuroscience (Ph.D. from UC Berkeley). Our lab's mission is to understand how humans master a near-limitless repertoire of movements, from brewing coffee to parallel parking. To achieve this, we will use a wide range of methods like computational modelling, psychophysics, patient testing, and neuroimaging. We expect our findings to not only generate new insights into learning and memory but also optimize rehabilitation and improve human performance.
Robotique aérienne et interaction physique (Salle des thèses FSS)
Arda Yigit (postdoc Nantes), invité par F. Ruffier
Abstract : Dans la première partie de la présentation, j'aborderai mes travaux antérieurs, en particulier le robot aérien que j'ai développé lors de ma thèse et les robots parallèles collaboratives sur lesquelles j'ai travaillé lors de mon postdoctorat au Canada. Par la suite, je présenterai mon projet de recherche sur les robots aériens passivement reconfigurables.
Skeletal-Biomechanics - from fundamental research to biomimetic applications (Salle des thèses FSS)
Jan-Henings DIRKS (Hochschule Bremen - City University of Applied Sciences), invité par S. Arroyave-Tobon
Short Abstract
Many skeletal structures show fascinating evolutionary adaptations to all kinds of biomechanical challenges. Understanding the fundamental principles of these adaptations can be of great interest for bio-inspired applications. In this presentation I will show several examples of our recent work on various parts of the insect exoskeleton and the starfish skeletal system and discuss the importance of fundamental research for biomimetic projects.
Outils et Méthodes pour l'étude du comportement des conducteurs
Stéphane Espié (SATIE/MOSS, Gustave Effeil Univ.), invité par G. Perrotte
RÉSUMÉ :
La compréhension du comportement des conducteurs est un pré-requis pour la conception de contre-mesures de sécurité routières efficaces car acceptées. La conception d'outils utilisables pour étudier et modéliser le comportement des conducteurs est donc un enjeu important. La question est non seulement de reproduire les comportements actuels mais aussi d'anticiper sur ceux qui pourraient apparaître dans le futur suite à des changements dans le contexte de conduite.
L'instrumentation de véhicules et les tests sur route et / ou circuits est l'une des options, l'usage de simulateurs de conduite en est une autre. Dans tous les cas la question posée concerne la validité des outils utilisés, outils qui ne doivent pas biaiser les comportements observés.
La modélisation et la simulation des comportements de conduite peut être réalisée par des méthodes de régression ou d'émergence, la question de la simulation de situations "futures" (i.e. pour lesquelles il n'existe pas de données actuellement) est une question ouverte qui pose celle de la mise au point et de la validation des dispositifs de sécurité "futurs".
Dans notre présentation nous discuterons des outils et méthodes que nous utilisons et/ou développons dans le contexte spécifique aux deux roues motorisés. Nous discuterons bien sûr de leur application aux autres types de véhicules.
Caractérisation in vitro / in vivo du tissu musculaire
Sabine Bensamoun (Lab Biomécanique et Bioingénierie, UTCompiègne, Mayo Clinic Foundation), invité par M. Pithioux
Le muscle strié squelettique a une composition hiérarchique complexe. Pour mieux comprendre les liens entre les différentes échelles (macroscopique : muscle entier ; microscopique : fibre ; sous-microscopique : myofibrille) des protocoles expérimentaux sont développés pour mesurer les propriétés mécaniques (passive et active). Des muscles (lent : soleus ; rapide : EDL) extraits de souris saines et dépourvues du gène KLF10 (aussi appelé TIEG1 : TGFb Inducible Early Gene-1) sont analysés. Le gène KLF10 est impliqué dans plusieurs pathologies (ostéoporose, cardiomyopathie, ...), et bien que ce gène soit fortement exprimé dans le muscle squelettique, son implication dans le développement, la réparation ou la fonction musculaire est peu exploré. Nos récents résultats, sur l’impact de l’invalidation du gène KLF10 dans le muscle squelettique, ont montré un rôle crucial dans le maintien de l’homéostasie, la structure et la fonction des muscles squelettiques.
En parallèle à ce travail fondamental, les propriétés mécaniques in vivo des muscles de la cuisse (sain et pathologique : myopathie de Duchenne) ont été déterminées en développant des protocoles expérimentaux avec l’élastographie par résonance magnétique (ERM). Cette technique est basée sur l’analyse de la vitesse de déplacement des ondes au sein des tissus mous. En plus de l'acquisition des images anatomiques obtenues en IRM, la technique ERM permet de quantifier les propriétés mécaniques (élasticité, viscosité) du muscle. Les résultats ont montré une variation des propriétés mécaniques en fonction du vieillissement musculaire et en fonction de l’état du muscle (relâché ou contracté). Cette caractérisation par ERM permet de mieux comprendre l’évolution des propriétés mécaniques du muscle et de mieux adapter la modélisation de son comportement mécanique dans différentes situations physio-pathologiques.
Etudier la locomotion des primates non-humains en contexte expérimental : contexte, possibilités, limites (Salle des thèses FSS)
F. Druelle (Musée Histoire Naturelle Homme Préhistorique, UMR 7194), invité par L. Vigouroux
Résumé : Les performances locomotrices jouent un rôle majeur dans l’adaptation et la survie des espèces. Elles représentent également des sujets d’intérêt pour la médecine et le sport. Mieux les comprendre est donc un défi majeur, porteur d’enjeux importants pour les sociétés humaines. L’anthropologie biologique s’intéresse à l’humain dans sa dimension évolutionnaire et biologique large. Elle interroge donc l’origine de notre espèce au sein du clade auquel nous appartenons, les primates. La question de l’évolution de notre appareil locomoteur, très spécialisé par rapport aux autres primates, est un sujet d’actualité et de grand intérêt pour la recherche fondamentale. Notre compréhension de la transition évolutionnaire depuis des primates quadrupèdes généralistes vers des hominines bipèdes spécialisés reste limitée. Ce contexte nécessite donc d’étudier les espèces qui sont les plus proches de nous pour dépeindre une image plus holistique de l’évolution de nos performances locomotrices. L'utilisation d'animaux coopératifs qui peuvent se déplacer librement dans une configuration expérimentale nous permet de collecter des données précieuses et pertinentes, les rendant ainsi reproductibles et comparables entre les espèces. Néanmoins, à ce jour, l'utilisation de techniques dites de renforcement positif pour étudier la locomotion des primates non humains reste peu développée. Sur la base des connaissances actuelles et de l’expérience que j’ai acquise depuis mes premiers travaux sur les primates non-humains, je présenterai ici une approche expérimentale qui vise à atteindre les standards de l'étude du mouvement humain chez un primate non humain, le babouin olive, Papio anubis, grâce à l'utilisation de techniques de renforcement positif. Je présenterai le contexte du protocole d’entraînement qui a été mis en place à la Station de Primatologie du CNRS à Rousset (France), les possibilités offertes par de tels protocoles et leur limite. Je présenterai les résultats de nos études sur l’activité musculaire notamment pendant la marche quadrupède, bipède et le grimper chez les babouins.
Acting upon and acting with: from object handling and tool use in healthy and pathological populations to perspectives on assistive technology for the upper limb
R. Parry (LNIP2, Univ. Paris Nanterre), invité par F. Sarlegna (Salle des thèses)
Summary:
Hand-object interactions are a central component to our daily life activities. In addition to this, humans are rather particular in that they regularly appropriate tools to expand their physical capacity to effect change upon the environment. Supporting human performance in object handling thus represents an important objective in various domains including ergonomics and rehabilitation. This seminar presents a series of experimental findings spanning foundational aspects of the perceptuomotor capacities involved in object handling and tool use, as well as certain particularities which may emerge in the context of neurological disease. In particular, this work underscores the importance of an implicit sensitivity to the reciprocal mechanical constraints which exist between the object and the upper-limb according to the task objectives. The potential implications of this are further examined in relation to the development of assistive technology with specific examples provided from ongoing experimental work on the use of vibrotactile matrices and upper-limb exoskeletons.
Short bio:
Ross Parry is an assistant professor at Université Paris Nanterre. Following several years of clinical practice as an occupational therapist, he currently works in the movement neuroscience and psychology laboratory, LINP2 (Laboratoire Interdisciplinaire en Neurosciences, Physiologie et Psychologie). Ross has a keen interest in neurological rehabilitation, movement analysis techniques, and the use of new technologies for improving health and productivity. More specifically, his work focuses on developing functional approaches to motor control which enable understanding of human dexterity and locomotion in relation to task constraints and the surrounding environment. This research program seeks to advance basic understanding of the nervous system while consolidating new approaches for mobilising assistive technology, enhancing human-machine interactions, and improving outcomes in rehabilitation.
Active Vision: bees tell us where to look - elegant & simple solutions to complex problem-solving (Amphi FSS)
Dr. Marie-Geneviève Guiraud (Université Macquarie, Australie), invité par J. Serres
Summary: More and more studies are emerging about the amazing learning capabilities of our favourite pollinators. These studies have led many animal researchers to believe that bees can easily acquire abstract concepts and numerical abilities, for example. However, our work proves that there are other ways to account for the results of these relevant studies. In this talk, I will weigh in on this debate, presenting behavioural and tracking data (2D and 3D) of bees engaged in solving different visual puzzles. Whether they are trained to solve very simple discrimination tasks (triangle versus square), tasks with changing targets or complex discrimination tasks (human faces), their movement in space (active vision) seems to be the best indicator of their learning performance and the saliency of the visual components used for recognition and memorisation. This work emphasizes on the importance of paying attention to the specific kind of visual and navigational strategies that bees use to succeed at these tasks and implement a more rigourous approach for neuro-cognition using video-recording and analysis in order to draw more precise conclusions. For instance, with training, bees can learn to attend only a fraction of visual stimuli instead of whole stimuli. They will follow edges and look for anything that allows them to simplify rule-learning. What else can we learn from following their wings-steps?
Dr. Marie-Geneviève Guiraud - post-doc à l'Université Macquarie (Australie)
https://scholar.google.com/citations?hl=fr&user=Uq6GZdMAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate
"Perception des éoliennes par les oiseaux", avec une ouverture vers la perception du mouvement par les oiseaux (Amphi FSS)
Dr Constance BLARY, Centre for Functional and Evolutionary Ecology (CEFE - UMR 5175), invitée par J. Serres
Dr Constance BLARY, Centre for Functional and Evolutionary Ecology (CEFE - UMR 5175), Montpellier
"Après une formation d'ingénieure agronome, complétée par un master en éthologie-écologie, j'ai poursuivi mon cursus en thèse de doctorat au CEFE (Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive), sous la direction d'Olivier Duriez et de Francesco Bonadonna. Mes recherches se sont concentrées sur la perception visuelle des éoliennes par les oiseaux, dans le cadre du programme français MAPE (réduction de la Mortalité Aviaire dans les Parcs Éoliens). Les résultats de ma thèse ont conduit à la proposition de motifs visuels pour les éoliennes visant à réduire les collisions aviaires. J'ai donc poursuivi ces recherches en post-doctorat afin d'évaluer expérimentalement, en milieu contrôlé, l'efficacité de ces motifs. Aujourd'hui, en fin de post-doctorat, je souhaite continuer à explorer la perception du mouvement par les oiseaux, et leur utilisation des éléments du paysage en mouvement apparent pour naviguer dans leur environnement."
"After training as an agricultural engineer, supplemented by a master's degree in ethology-ecology, I continued my studies with a doctoral thesis at CEFE (Centre d'Écologie Fonctionnelle et Évolutive), under the supervision of Olivier Duriez and Francesco Bonadonna. My research focused on the visual perception of wind turbines by birds, as part of the French MAPE program (reducing avian mortality at wind farms). The results of my thesis led to the proposal of visual patterns for wind turbines aimed at reducing avian collisions. I pursued this research as a post-doctoral fellow in order to experimentally evaluate the effectiveness of these patterns in a controlled environment. Now, at the end of my post-doctorate, I'd like to continue exploring birds' perception of movement, and their use of apparently moving landscape elements to navigate in their environment."
Summary/Résumé
"La vulnérabilité des oiseaux aux collisions avec les éoliennes, en particulier les rapaces et les grands planeurs, est une préoccupation urgente. Alors que des facteurs tels que l'emplacement des installations éoliennes et le comportement de vol contribuent à cette mortalité, les causes sous-jacentes restent incertaines. Les résultats des différentes études réalisées pendant ma thèse de doctorat ont menés à trois hypothèses pouvant expliquer les collisions des oiseaux avec les éoliennes. Premièrement, les oiseaux peuvent avoir du mal à détecter les éoliennes en raison d'une sensibilité aux contrastes achromatiques limitée. Deuxièmement, même si les oiseaux perçoivent les éoliennes, ils peuvent ne pas détecter le mouvement rotatif des pales. Enfin, même s'ils détectent la rotation des pales, les oiseaux peuvent prendre le risque de traverser la zone balayée par les pales. Les solutions de réduction de la mortalité aviaire existantes mises en place au niveau des parcs éoliens de ne sont pas optimisées, car envisagées depuis le point de vu humain. En prenant le point de vue des oiseaux, et en considérant leurs sensorielles, des améliorations prometteuses de ces dispositifs sont envisageables."
"The vulnerability of birds to collisions with wind turbines, particularly raptors and large gliders, is an urgent concern. While factors such as the location of wind turbine installations and flight behavior contribute to this mortality, the underlying causes remain uncertain. The results of the various studies carried out during my doctoral thesis led to three hypotheses that could explain bird collisions with wind turbines. Firstly, birds may have difficulty detecting wind turbines due to their limited sensitivity to achromatic contrasts. Secondly, even if birds perceive wind turbines, they may not detect the rotating motion of the blades. Finally, even if they do detect the rotation of the blades, birds may take the risk of crossing the area swept by the blades. Existing solutions for reducing bird mortality at wind farms are not optimized, as they are viewed from a human perspective. By taking the birds' point of view, and considering their sensory ecology, promising improvements to these devices are conceivable."
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C'est le moment de booker votre matinée du 18 mai prochain pour le tout premier "9-12" sur le mouvement humain !
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Peut-on supporter de longs vols spatiaux ? (Lionel Bringoux - ICS)Journal du CNRS
Si les humains en rêvent, les voyages dans l’espace sont encore loin de ressembler à de tranquilles croisières… En cause, des obstacles d’ordre physiologique et psychologique, que les chercheurs tentent de dépasser.
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L'équipe PSNM émarge au GIS Autisme et Troubles Neuro-DéveloppementauxL'équipe PSNM émarge désormais au GIS Autisme et Troubles Neuro-Développementaux.
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Étude du réflexe de retournement chez la mouche SyrphesAnna Verbe a le plaisir de vous inviter à suivre sa soutenance de thèse en direct sur youtube ici :
Celle ci se déroulera
VENDREDI 12 MARS 2021
à 14h00
dans l'amphi Jacques Paillard
Et porte sur l'Étude du réflexe de retournement chez la mouche Syrphes
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vu à la télé! entendu à la radio! (SMARTBOARD - Laurent VIGOUROUX - P3M)Retrouvez l'interview de Laurent Vigouroux diffusée sur FranceBleu Provence et France 3 Provence Alpes en simultané.
Pas de surprise: cela parle essentiellement de SmartBoard! mais aussi ISM, AMU, SATTse, IMPULSE, etc.
(chercher le programme de 8h34 puis "lecture")
(Chercher l'émission du 4/02 et aller à 1h35 et 25s)
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Prix départemental de la recherche : le prix spécial décerné à...Le prix spécial (2 000 euros) a été attribué à Julien Serres, de l'Institut des sciences du mouvement, qui travaille sur la navigation autonome et un robot s'appuyant sur le biomimétisme et l'observation des fourmis du désert
BRAVO !!
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A voir ou à revoir
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