Résumé :

Ce mémoire présente mon activité de recherche qui se centralise autour des domaines de la modélisation de l’humain virtuel, le traitement et la visualisation de données de simulations de mouvement, et le contrôle pour l’animation et la simulation prédictive. Certains de ces travaux permettent de modéliser précisément les articulations du système biomécanique humain grâce notamment à des contraintes corrélatives mais aussi des modèles géométriques patients-spécifiques construits par de l’imagerie médicale. D’autres s’intéressent à la modélisation des muscles et plus précisément d’une version tridimensionnelle et adaptative du principe d’unités musculo-tendineuses. J’ai également contribué au domaine de la simulation en corps déformables de modèles musculaires, en partant de la génération de modèles éléments finis à partir de données d’IRM segmentées jusqu’à la simulation de la contraction d’un ensemble de muscles, et ce pour des muscles de la jambe ou bien du cou. D’autres travaux se sont intéressés à des méthodes de traitement de données capturées en vue de la préparation à des simulations neuromusculaires. Ces aspects un peu plus techniques ont été complétés par des études sur la visualisation des résultats de ces simulations grâce à la proposition de plusieurs solutions logicielles en fonction des objectifs des simulations. L’axe principal de mes activités de recherche est mis sur le contrôle de mouvement et en particulier dans le cadre de l’animation basée physique. J’ai réalisé des travaux sur la conception de contrôleurs capable de suivre de manière robuste un mouvement de référence en temps-réel et sans prétraitement. J’ai également travaillé sur une approche de contrôle par algorithme génétique en proposant une vision hiérarchique de la conception. Une partie du travail a aussi concerné l’animation temps-réel, basse fréquence, interactive d’un personnage en interaction constante avec son environnement formé de liquide. Les travaux les plus récents s’attaquent à la problématique du contrôle de mouvement et de la simulation prédictive de mouvement, notamment pour le contrôle direct et la prédiction par contrôle optimal ou par apprentissage par renforcement sur des patients atteints de pathologies.

Mots clés :

Contrôle de mouvement - Humains virtuels anatomiques - simulation basée physique

Mémoire :
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Soutenance :
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