L'objet de cette thèse est le développement et l'étude des algorithmes de planification de mouvement pour les systèmes hautement dimensionnés que sont les robots humanoïdes et les acteurs virtuels. Plusieurs adaptations des méthodes génériques de planification de mouvement randomisées sont proposées et discutées. Une première contribution concerne l'utilisation de techniques de réduction de dimension linéaire pour accélérer les algorithmes d'échantillonnage. Cette méthode permet d'identifier en ligne quand un processus de planification passe par un passage étroit de l'espace des configurations et adapte l'exploration en fonction. Cet algorithme convient particulièrement bien aux problèmes difficiles de la planification de mouvement pour l'animation graphique. La deuxième contribution est le développement d'algorithmes randomisés de planification sous contraintes. Il s'agit d'une intégration d'outils de cinématique inverse hiérarchisée aux algorithmes de planification de mouvement randomisés. On illustre cette méthode sur différents problèmes de manipulation pour robots humanoïdes. Cette contribution est généralisée à la planification de mouvements corps-complet nécessitant de la marche. La dernière contribution présentée dans cette thèse est l'utilisation des méthodes précédentes pour résoudre des tâches de manipulation complexes par un robot humanoïde. Nous présentons en particulier un formalisme destiné à représenter les informations propres à l'objet manipulé utilisables par un planificateur de mouvement. Ce formalisme est présenté sous le nom d'« objets documentés». / This thesis deals with the development and analysis of motion planning algorithms for high dimensional systems: humanoid robots and digital actors. Several adaptations of generic randomized motion planning methods are proposed and discussed. A first contribution concerns the use of linear dimensionality reduction techniques to speed up sampling algorithms. This method identifies on line when a planning process goes through a narrow passage of some configuration space, and adapts the exploration accordingly. This algorithm is particularly suited to difficult problems of motion planning for computer animation. The second contribution is the development of randomized algorithms for motion planning under constraints. It consists in the integration of prioritized inverse kinematics tools within randomized motion planning. We demonstrate the use of this method on different manipulation planning problems for humanoid robots. This contribution is generalized to whole-body motion planning with locomotion. The last contribution of this thesis is the use of previous methods to solve complex manipulation tasks by humanoid robots. More specifically, we present a formalism that represents information specific to a manipulated object usable by a motion planner. This formalism is presented under the name of "documented object".

Ce travail porte sur les origines et les évolutions du conte merveilleux et de sapoétique, à travers l’étude privilégiée de la métamorphose. Le genre, issu de lalittérature orale, se caractérise en effet par une histoire littéraire tout particulièrement faite de transformations, de récritures et d’appropriations diverses, au gré du changement des mentalités, d’un élargissement des modes de diffusion et d’une ouverture aux littératures étrangères. En outre, les transpositions du conte à d’autres domaines que celui de l’écrit, tels que l’image et la scène, participent de l’évolution d’une poétique merveilleuse qui se définit en premier lieu comme poétique démonstration. Dans cette perspective, un deuxième versant de notre travail s’intéresse à la manière dont le cinéma – en prise de vues réelles et, surtout, d’animation (graphique) – a pu s’emparer du conte dès le tournant du XXe siècle, et met en lumière un certain nombre d’apports figuratifs (relevant principalement de la métamorphose et d’un jeu sur le voir et le non voir) à la poétique d’un genre dont il perpétue par ailleurs la structure narrative forte. / This work retraces origins and developments of fairy tales and its poetic, focusing on the metamorphosis. The history of this literary genre, born trough oral tradition, is especially composed of numerous changes, re-writings and various appropriations,according to mentalities, development of mass dissemination methods and study of foreign literatures. In parallel, fairy tales transpositions to others non-written domains,like theatre and pictures, confirms that the fairy tales poetic is primarily pictureoriented.In this perspective, the second part of our work focuses on how cinema(through live-action images and, especially, graphically animated images) has been inspired from fairy tales since early 20th century, and highlights a couple of figurative contributions (mostly based on metamorphosis and a game between visible and non visible) to the poetic of this genre, while it also perpetuates its strong narrative structure.

Le but de ce travail est de développer des algorithmes de planification de mouvement pour des figures anthropomorphes en tenant compte de la géométrie, de la cinématique et de la dynamique du mécanisme et de son environnement.<br />Nous proposons une approche à trois étages au problème de la planification de mouvements pour des figures anthropomorphes qui manipulent des objets encombrants tout en marchant. Dans le processus, plusieurs problèmes ainsi que des propositions pour les résoudre, sont présentés. Ceux sont principalement l'évitement tri-dimensionnel des obstacles, la manipulation des objets à deux mains, la manipulation coopérative des objets et la combinaison de comportements hétérogènes.<br />La contribution principale est la modélisation du problème de la génération automatique des mouvements de manipulation et de locomotion dans le contexte de mécanismes bipèdes. Les bonnes performances du planificateur sont validées avec des mécanismes différents, tant virtuels que physiques.

L'objet de cette thèse est le développement et l'étude des algorithmes de planification de mouvement pour les systèmes hautement dimensionnés que sont les robots humanoïdes et les acteurs virtuels. Plusieurs adaptations des méthodes génériques de planification de mouvement randomisées sont proposées et discutées. Une première contribution concerne l'utilisation de techniques de réduction de dimension linéaire pour accélérer les algorithmes d'échantillonnage. Cette méthode permet d'identifier en ligne quand un processus de planification passe par un passage étroit de l'espace des configurations et adapte l'exploration en fonction. Cet algorithme convient particulièrement bien aux problèmes difficiles de la planification de mouvement pour l'animation graphique. La deuxième contribution est le développement d'algorithmes randomisés de planification sous contraintes. Il s'agit d'une intégration d'outils de cinématique inverse hiérarchisée aux algorithmes de planification de mouvement randomisés. On illustre cette méthodes sur différents problèmes de manipulation pour robots humanoïdes. Cette contribution est généralisée à la planification de mouvements corps-complet nécessitant de la marche. La dernière contribution présentée dans cette thèse est l'utilisation des méthodes précédentes pour résoudre des tâches de manipulation complexes par un robot humanoïde. Nous présentons en particulier un formalisme destiné à représenter les informations propres à l'objet manipulé utilisables par un planificateur de mouvement. Ce formalisme est présenté sous le nom d'"objets documentés".

Les algorithmes probabilistes offrent de puissantes possibilités quant à la résolution de problèmes de planification de mouvements pour des robots complexes dans des environnements quelconques. Cependant, la qualité des chemins solutions obtenus est discutable. Cette thèse propose un outil pour optimiser ces chemins et en améliorer la qualité. La méthode se base sur l'optimisation numérique contrainte et la détection de collision pour réduire la longueur du chemin tout en évitant les collisions. La modularité des méthodes probabilistes nous a aussi inspirés pour réaliser un algorithme de génération de sauts pour des personnages. Cet algorithme est décrit par trois étapes de planifications, de la trajectoire du centre du personnage jusqu'à son mouvement corps-complet. Chaque étape bénéficie de la rigueur de la planification pour éviter les collisions et pour contraindre le chemin. Nous avons proposé des contraintes inspirées de la physique pour améliorer la plausibilité des mouvements, telles que du non-glissement, de la limitation de vitesse et du maintien de contacts. Les travaux de cette thèse ont été intégrés dans le logiciel "Humanoid Path Planner" et les rendus visuels effectués avec Blender. / Probabilistic algorithms offer powerful possibilities as for solving motion planning problems for complex robots in arbitrary environments. However, the quality of obtained solution paths is questionable. This thesis presents a tool to optimize these paths and improve their quality. The method is based on constrained numerical optimization and on collision checking to reduce the path length while avoiding collisions. The modularity of probabilistic methods also inspired us to design a motion generation algorithm for jumping characters. This algorithm is described by three steps of motion planning, from the trajectory of the character's center to the wholebody motion. Each step benefits from the rigor of motion planning to avoid collisions and to constraint the path. We proposed physics-inspired constraints to increase the plausibility of motions, such as slipping avoidance, velocity limitation and contact maintaining. The thesis works have been implemented in the software `Humanoid Path Planner' and the graphical renderings have been done with Blender.