Biorobotics Laboratory BioRob

Print

Projet de Semestre

Environnement virtuel de modélisation de mouvements humains et de stimulation musculaire

été 2007

Candidat : Cédric Favre

Assistants : Ludovic Righetti & Yves Stauffer

Professeur : Reymond Clavel & Auke Ijspeert


Context

Le projet a été réalisé en collaboration avec le LSRO - Medical Devices & Biomechanics Group de l'EPFL. Il s'inscrit dans un programme de développement de systèmes robotiques pour la rééducation de personnes paraplégiques, en collaboration avec la Fondation Suisse pour les Cyberthèses et Swortec SA. LSRO - Cyberthèse.

But

Le but principal de ce projet est de vérifier que Webots (un logiciel de réalité virtuel) est capable de simuler fidèlement un système aussi complexe que les membres inférieurs d'un humain en mouvement et pour se faire de créer un modèle humanoïde qui sera soumis à divers tests de validation.

Déroulement

Le projet est composé de trois phases distinctes :

- Modélisation visuelle de l'humanoïde.

- Mesures des couples aux articulations, afin de vérifier l'exactitude de la simulation physique.

- Commande des articulations en couple et validation de la simulation conjointe de l'orthèse du genou et de l'humanoïde.

Résultats Principaux :

Le robot humanoïde a été modélisé avec succès. Il suit des trajectoires de marche réelles. Le modèle possède une interface graphique permettant de mettre en évidence divers mouvements lors de la marche.

Les couples mesurés aux articulations sont similaires en forme à ceux générés par le modèle Matlab de Yves Allemand, Des différences d'intensité sont cependant mesurées. Ces dernières semblent principalement dues au fait que les deux modèles utilisent des données biomécaniques différentes.

Le modèle de muscle présenté par le docteur P.Métraillé a été implémenté et testé par l'intermédiaire d'une simulation de l'orthèse du genou. Les résultats montrent le comportement souhaité, la seule différence avec le modèle original étant le moment passif induit par les ligaments et autres forces biomécaniques qui ne sont pas simulés dans le modèle Webots.


Images


Interface graphique permettant de mettre en évidence différents mouvements Le modèle de l'humanoïde et de l'orthèse du genou