L'identification des fondements de la locomotion passe par la compréhension des structures anatomiques et des mécanismes mis en jeu lors de ce mouvement. Les études expérimentales en biomécanique ont ainsi permis de mettre en évidence un grand nombre d'invariants tels que la minimisation de l'énergie. En paléoanthropologie, lorsqu'il s'agit d'étudier l'influence de la morphologie sur le mouvement, l'approche par« anatomie comparée» est la plus utilisée. A partir d'observations sur les espèces actuelles, cette approche propose un certain nombre d'hypothèses locomotrices pour des espèces fossiles. Toutefois, la plupart des analyses en paléoanthropologie se focalisent sur une partie isolée du squelette (la hanche, le genou ou le bassin par exemple) et il est difficile de faire fonctionner ensemble des caractéristiques anatomiques de nature très différente et provenant de différentes parties du corps. Dans ce travail, nous proposons d'adapter des méthodes de simulation du mouvement bipède afin d'étudier les relations entre les paramètres anatomiques et le mouvement. Nous proposons, dans un premier temps, une méthode pour modéliser des squelettes et les exploiter pour la simulation. Nous décrivons ensuite une solution pour calculer les mouvements de la chaîne articulaire pelvienne à partir d'une trajectoire connue des pieds. Enfin, nous décrirons comment cette précédente méthode peut être utilisée pour simuler une locomotion bipède incluant le calcul de la trajectoire des pieds. Après avoir validé cette approche globale chez l'homme, nous proposons une application à un chimpanzé et à un spécimen d'Australopithecus afarensis ("Lucy", A.L.288-1). L'application paléontologique vise à tester l'influence de la longueur de pas et de diverses reconstructions de squelettes sur les mouvements simulés. En plus de l'apport scientifique dans le domaine de l'analyse du mouvement, ce travail a des implications directes dans le domaine des activités physiques et sportives afin de comprendre les fondamentaux de la performance motrice

Ce mémoire constitue une recherche conceptuelle opérationnelle au sein du projet "Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). À partir de la littérature produite durant le projet lui-même, la recherche éprouve l'idée que toute didactique pensée à travers la philosophie de la différence devient possible comme expérimentation de la pensée, de l'écriture et de la lecture (escrileitura) et fonctionne comme didactique de la traduction. La didactique traductrice est susceptible de créer, étant Didactique-Artiste. Et c'est sur ce pari d'une Didactique-Artiste de la traduction que la Didactique-Cinématique est exercée. La recherche vise la thèse corazzienne sélon laquelle l'enseignant est, par sa fonction, un traducteur, il crée et transcrée le contenu en classe. Cherchant un exercice de traduction inter-sémiotique, le travail met à l´'epreuve l'escrileitura des concepts du processus cinématographique afin de les transcréer et transmuter en concepts didactiques. Le mémoire présente Deleuze dans sa réflexion sur le cinéma qui fait de la philosophie et s'approprie des possibilités d'une pensée philosophique avec le cinéma. Ainsi, il explore la transcréation des concepts dans l'enseignement potentialisés par les forces cinématiques, par les processus qui mettent l'image en mouvement. Cette composition didactique traductrice s'inscrit dans certaines théories de la traduction littéraire et inter-sémiotique. Le fond cinématographique est composé de la pensée deleuzienne, en particulier des livres Cinéma I et Cinéma II, ainsi que des termes techniques de plateau de tournage, de la production et de la post-production de films. La Didactique Cinématique fait de la didactique dans le montage à la scène de classe. L'enseignant-réalisateur cinématise et dramatise à partir d'un programme-scénario et à travers la montage qui établi la liaison entre plans et contenu, afin de construire un tout éducative comme forme d’apprentissage par les images et en mouvement. / Esta dissertação se constitui como pesquisa conceitual operatória dentro do Projeto “Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). A partir da bibliografia produzida ao longo do próprio projeto, a pesquisa experimenta a noção de que toda a didática pensada em meio à filosofia da diferença é possível como experimentação do pensamento, escritura e leitura (escrileitura), e operada enquanto didática da tradução. A didática que faz tradução é passível de criação, sendo Didática-Artista. E é nesta aposta de uma Didática-Artista da tradução que a Didática Cinemática é exercitada. A pesquisa contempla a tese corazziana de que o professor é, por sua função, um tradutor, ele cria e transcria conteúdos em aula. O trabalho experimenta a escrileitura de conceitos oriundos do processo cinematográfico para serem transcriados e transmutados em conceitos didáticos, procurando um exercício de tradução intersemiótico. A dissertação apresenta Deleuze em seu pensamento sobre cinema que faz filosofia, e se apropria das possibilidades de um pensamento filosófico com o cinema. Assim, busca a transcriação de conceitos em educação potencializados por forças cinemáticas, pelos processos que colocam a imagem em movimento. Esta composição didática tradutória é embasada em algumas teorias da tradução literária e intersemiótica. O pano de fundo cinematográfico é composto pelo pensamento deleuziano, sobretudo presente nos livros Cinema I e Cinema II, além de termos técnicos dos sets de filmagem, da produção e pós-produção de filmes. A Didática Cinemática faz didática na montagem na cena de aula. O professor-cineasta cinematiza e dramatiza, a partir de um currículo-roteiro, por via da montagem, que liga planos e conteúdos, para construir um todo educacional como forma de aprendizagem por imagens e em movimento.

Ce mémoire constitue une recherche conceptuelle opérationnelle au sein du projet "Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). À partir de la littérature produite durant le projet lui-même, la recherche éprouve l'idée que toute didactique pensée à travers la philosophie de la différence devient possible comme expérimentation de la pensée, de l'écriture et de la lecture (escrileitura) et fonctionne comme didactique de la traduction. La didactique traductrice est susceptible de créer, étant Didactique-Artiste. Et c'est sur ce pari d'une Didactique-Artiste de la traduction que la Didactique-Cinématique est exercée. La recherche vise la thèse corazzienne sélon laquelle l'enseignant est, par sa fonction, un traducteur, il crée et transcrée le contenu en classe. Cherchant un exercice de traduction inter-sémiotique, le travail met à l´'epreuve l'escrileitura des concepts du processus cinématographique afin de les transcréer et transmuter en concepts didactiques. Le mémoire présente Deleuze dans sa réflexion sur le cinéma qui fait de la philosophie et s'approprie des possibilités d'une pensée philosophique avec le cinéma. Ainsi, il explore la transcréation des concepts dans l'enseignement potentialisés par les forces cinématiques, par les processus qui mettent l'image en mouvement. Cette composition didactique traductrice s'inscrit dans certaines théories de la traduction littéraire et inter-sémiotique. Le fond cinématographique est composé de la pensée deleuzienne, en particulier des livres Cinéma I et Cinéma II, ainsi que des termes techniques de plateau de tournage, de la production et de la post-production de films. La Didactique Cinématique fait de la didactique dans le montage à la scène de classe. L'enseignant-réalisateur cinématise et dramatise à partir d'un programme-scénario et à travers la montage qui établi la liaison entre plans et contenu, afin de construire un tout éducative comme forme d’apprentissage par les images et en mouvement. / Esta dissertação se constitui como pesquisa conceitual operatória dentro do Projeto “Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). A partir da bibliografia produzida ao longo do próprio projeto, a pesquisa experimenta a noção de que toda a didática pensada em meio à filosofia da diferença é possível como experimentação do pensamento, escritura e leitura (escrileitura), e operada enquanto didática da tradução. A didática que faz tradução é passível de criação, sendo Didática-Artista. E é nesta aposta de uma Didática-Artista da tradução que a Didática Cinemática é exercitada. A pesquisa contempla a tese corazziana de que o professor é, por sua função, um tradutor, ele cria e transcria conteúdos em aula. O trabalho experimenta a escrileitura de conceitos oriundos do processo cinematográfico para serem transcriados e transmutados em conceitos didáticos, procurando um exercício de tradução intersemiótico. A dissertação apresenta Deleuze em seu pensamento sobre cinema que faz filosofia, e se apropria das possibilidades de um pensamento filosófico com o cinema. Assim, busca a transcriação de conceitos em educação potencializados por forças cinemáticas, pelos processos que colocam a imagem em movimento. Esta composição didática tradutória é embasada em algumas teorias da tradução literária e intersemiótica. O pano de fundo cinematográfico é composto pelo pensamento deleuziano, sobretudo presente nos livros Cinema I e Cinema II, além de termos técnicos dos sets de filmagem, da produção e pós-produção de filmes. A Didática Cinemática faz didática na montagem na cena de aula. O professor-cineasta cinematiza e dramatiza, a partir de um currículo-roteiro, por via da montagem, que liga planos e conteúdos, para construir um todo educacional como forma de aprendizagem por imagens e em movimento.

Ce mémoire constitue une recherche conceptuelle opérationnelle au sein du projet "Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). À partir de la littérature produite durant le projet lui-même, la recherche éprouve l'idée que toute didactique pensée à travers la philosophie de la différence devient possible comme expérimentation de la pensée, de l'écriture et de la lecture (escrileitura) et fonctionne comme didactique de la traduction. La didactique traductrice est susceptible de créer, étant Didactique-Artiste. Et c'est sur ce pari d'une Didactique-Artiste de la traduction que la Didactique-Cinématique est exercée. La recherche vise la thèse corazzienne sélon laquelle l'enseignant est, par sa fonction, un traducteur, il crée et transcrée le contenu en classe. Cherchant un exercice de traduction inter-sémiotique, le travail met à l´'epreuve l'escrileitura des concepts du processus cinématographique afin de les transcréer et transmuter en concepts didactiques. Le mémoire présente Deleuze dans sa réflexion sur le cinéma qui fait de la philosophie et s'approprie des possibilités d'une pensée philosophique avec le cinéma. Ainsi, il explore la transcréation des concepts dans l'enseignement potentialisés par les forces cinématiques, par les processus qui mettent l'image en mouvement. Cette composition didactique traductrice s'inscrit dans certaines théories de la traduction littéraire et inter-sémiotique. Le fond cinématographique est composé de la pensée deleuzienne, en particulier des livres Cinéma I et Cinéma II, ainsi que des termes techniques de plateau de tournage, de la production et de la post-production de films. La Didactique Cinématique fait de la didactique dans le montage à la scène de classe. L'enseignant-réalisateur cinématise et dramatise à partir d'un programme-scénario et à travers la montage qui établi la liaison entre plans et contenu, afin de construire un tout éducative comme forme d’apprentissage par les images et en mouvement. / Esta dissertação se constitui como pesquisa conceitual operatória dentro do Projeto “Escrileituras: um modo de ler-escrever em meio à vida” (Programa do Observatório da Educação CAPES-INEP). A partir da bibliografia produzida ao longo do próprio projeto, a pesquisa experimenta a noção de que toda a didática pensada em meio à filosofia da diferença é possível como experimentação do pensamento, escritura e leitura (escrileitura), e operada enquanto didática da tradução. A didática que faz tradução é passível de criação, sendo Didática-Artista. E é nesta aposta de uma Didática-Artista da tradução que a Didática Cinemática é exercitada. A pesquisa contempla a tese corazziana de que o professor é, por sua função, um tradutor, ele cria e transcria conteúdos em aula. O trabalho experimenta a escrileitura de conceitos oriundos do processo cinematográfico para serem transcriados e transmutados em conceitos didáticos, procurando um exercício de tradução intersemiótico. A dissertação apresenta Deleuze em seu pensamento sobre cinema que faz filosofia, e se apropria das possibilidades de um pensamento filosófico com o cinema. Assim, busca a transcriação de conceitos em educação potencializados por forças cinemáticas, pelos processos que colocam a imagem em movimento. Esta composição didática tradutória é embasada em algumas teorias da tradução literária e intersemiótica. O pano de fundo cinematográfico é composto pelo pensamento deleuziano, sobretudo presente nos livros Cinema I e Cinema II, além de termos técnicos dos sets de filmagem, da produção e pós-produção de filmes. A Didática Cinemática faz didática na montagem na cena de aula. O professor-cineasta cinematiza e dramatiza, a partir de um currículo-roteiro, por via da montagem, que liga planos e conteúdos, para construir um todo educacional como forma de aprendizagem por imagens e em movimento.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Pour une posture souhaitée d'un manipulateur parallèle, la flexibilité des membrures et des articulations actionnées, ainsi que le jeu aux articulations rotoïdes passives, permettent un mouvement du manipulateur, même lorsque ses actionneurs sont immobilisés. Cette thèse comprend une étude de quelques caractéristiques des manipulateurs parallèles lorsque le jeu et la flexibilité sont considérés. Celle-ci comprend la distribution de la précision possible à l'intérieur de l'espace de travail, les propriétés cinématiques, dont la dextérité et la raideur, mais plus particulièrement les configurations singulières qui correspondent à une dextérité nulle. En considérant un jeu et une flexibilité finis, les courbes singulières deviennent des zones singulières. Ces zones peuvent réduire considérablement l'espace de travail utile des manipulateurs. Ainsi une configuration qui ne correspond pas, en théorie, à une configuration singulière, peut le devenir.

Cette thèse traite de la mise à profit de la redondance cinématique dans les robots parallèles pour l'augmentation de leur espace de travail en orientation. Plusieurs nouvelles architectures y sont présentées et analysées. L'accent est mis sur les agencements purement parallèles des actionneurs étant donné que les agencements hybrides et sériels sont déjà bien plus connus. En premier lieu, un article de revue de littérature positionne le projet dans le contexte actuel. Cet article permet de voir comment la redondance cinématique se compare à la redondance d'actionnement et aux autres architectures hybrides. Les avantages et inconvénients de chacune y sont mis en évidence. Cet article met aussi la lumière sur le type d'agencement (sériel ou parallèle) des actionneurs pour les différents types de redondance. Les bases mathématiques pour la modélisation cinématique de plusieurs architectures y sont aussi données. Dans le second article, deux mécanismes plans sont présentés et analysés (problème géométrique inverse et direct, analyse des singularités, espace de travail). Les architectures planes sont utilisées pour introduire la gestion de la redondance avec un cas simple (un seul degré de liberté redondant). L'algorithme de gestion de la redondance doit définir la meilleure configuration du degré de liberté redondant tout en respectant les limites physiques du mécanisme (vitesses, interférences). Une architecture à quatre degrés de liberté (mouvement de type SCARA) et un degré de liberté redondant est ensuite introduite dans le troisième article. Cette architecture a la particularité de ne pas être limitée (ni par les interférences mécaniques ni par les singularités) au niveau de la rotation. L'analyse cinématique ainsi que l'espace de travail sont présentés et un prototype démontre des résultats expérimentaux convaincants. Ensuite, le quatrième article introduit une architecture à six degrés de liberté avec trois degrés de liberté redondants. Cette architecture occupe une grande partie des travaux présentés dans cette thèse. Elle est dérivée directement de la plateforme de Gough-Stewart. Le modèle cinématique ainsi qu'une analyse des singularités du mécanisme y sont présentés. Une analyse géométrique démontre les capacités d'évitement des singularités et une analyse de l'espace de travail montre de très grandes capacités d'inclinaison et de rotation de la plateforme. Le cinquième article présente deux articulations sphériques qui ont été développées spécifiquement pour l'architecture à six degrés de liberté. Le principe de fonctionnement de ces deux articulations sphériques est expliqué et les performances en débattement sont démontrées. Deux prototypes sont présentés. Le sixième article introduit différentes méthodes pour exploiter la redondance du manipulateur à 6+3 degrés de liberté tout en respectant les limites physiques du mécanisme (interférences mécaniques ainsi que les limites en vitesse des actionneurs). Une première méthode tente d'utiliser une expression analytique du déterminant de la matrice Jacobienne. La deuxième est purement géométrique et s'inspire de la géométrie de Grassmann. La troisième utilise une discrétisation complète des trajectoires cartésiennes et de l'espace des degrés de liberté redondants. Finalement, la quatrième méthode utilise une optimisation locale. Les résultats des différentes méthodes sont ensuite comparés. / This thesis deals with the use of kinematic redundancy in parallel robots to increase their orientational workspace. Multiple new architectures are introduced and analysed. The emphasis is on purely parallel architectures since serial and hybrid arrangements are already much better known. First, a literature review article positions the project in the current context. This article shows how kinematic redundancy compares to actuation redundancy and other hybrid architectures. The advantages and disadvantages of each are highlighted. This article also sheds light on the type of layout (serial or parallel) of the actuators for the different types of redundancy. The mathematical bases for kinematic modeling of several architectures are also given. In the second article, two architectures of planar mechanisms are presented and analyzed (inverse and forward kinematic problem, singularity analysis, workspace). Planar architectures are used to introduce redundancy management with a simple case (a single redundant degree of freedom). The redundancy management algorithm must define the best configuration of the redundant degree of freedom while respecting the physical limits of the mechanism (speeds, interferences). A four-degree-of-freedom architecture (SCARA movement) with one redundant degree of freedom is then introduced in the third article. This architecture has the particularity of not being limited (neither by mechanical interferences nor by singularities) in terms of rotation. Kinematic and workspace analyses are presented and a prototype demonstrates convincing experimental results. Then, the fourth article introduces a six-degree-of-freedom architecture with three redundant degrees of freedom. This architecture occupies a large part of the work presented in this thesis. It is derived directly from the Gough-Stewart platform. The kinematic model and an analysis of the singularities of the mechanism are presented. A geometric analysis shows the singularity avoidance capabilities and a workspace analysis shows very high platform tilting and twisting capabilities. The fifth article presents two spherical joints that have been developed specifically for the six-degree-of-freedom architecture. The operating principle of these two spherical joints is explained and the large range of motion (tilting angle) is demonstrated. Two prototypes are presented. The sixth article introduces different methods to exploit the redundancy of the six-degreeof- freedom manipulator while respecting the physical limits of the mechanism (mechanical interference as well as the speed limits of the actuators). A first method attempts to use an analytical expression of the determinant of the Jacobian matrix. The second is purely geometric and is inspired from Grassmann geometry. The third uses a complete discretization of the Cartesian trajectories and the space of the redundant degrees of freedom. Finally, the fourth method uses local optimization. The results of the different methods are then compared.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La thèse explore la commande en position et la commande en mode interaction physique humain-robot (pHRI) de deux systèmes robotiques, soit un robot parallèle hybride cinématiquement redondant (RPHCR) et un système robotique macro-mini. L'analyses de la cinématique et de la dynamique, ainsi que des méthodes proposées dans cette thèse pouvent être généralisés pour une famille des robots qui ont l'architecture similaire. La thèse présente d'abord un nouveau robot parallèle hybride cinématiquement redondant ayant des actionneurs rotatifs. La cinématique est dévélopée et les singularités sont examinées. L'espace de travail de translation et de rotation est ensuite analysé. De plus, un nouveau mécanisme est introduit afin d'opérer un préhenseur utilisant les degrés de liberté (ddls) redondants. Grâce à la rétrocommandamilité du robot, une loi de commande générale peut changer entre deux modes : une commande en position et une commande d'interaction humain-robot. Cette dernière est devélopée pour démontrer l'usage potentiel de RPHCR dans les application d'interaction n'ayant recours à acun capteur de force/couple. Ensuite, la commande en position des robots hybrides cinématiquement redondants est explorée. La cinématique et la dynamique des robots étudiées sont examinées en détail. Une méthode de commande hybride, qui combine la commande par couple pré-calculé dans l'espace articulaire avec une compensation cartésienne dans l'espace de la tâche est définie. La stabilité de cette commande est ensuite prouvée. Des expérimentations sont ensuite apportées sur les deux architectures. Les résultats de celles-ci sont analysées puis comparées à d'autres méthodes connues. La thèse poursuit ensuite les études au sujet d'une commande des mouvements d'un système de macro-mini. Le macro-mini combine le RPHCR et un système à pont roulant. De manière similaire, la cinématique et la dynamique du système macro-mini sont tout d'abord analysées. Par contre, cette analyse n'est réalisée que dans les coordonnées de la tâche, étant donné que la position de chaque robot a déjà été gérée par une commande séparée. Les commandes du mouvement, c'est-à-dire la commande "mid-ranging" (en anglais) et la commande prédictive, sont développées pour le robot étudié et sont généralisées pour des robots à architecture similaire. En outre, une nouvelle methode qui combine la commande PI et la résolution redondante est proposée. Enfin, chaque méthode est implémentée sur le système à des fins de comparaison. Ensuite, l'étude de la commande d'interaction est considerée sur chacune des platformes robotiques mentionnées. En considerant que le robot hybride est cinématiquement redondant, une commande amortissement-raideur est developpée pour des applications d'interaction humain-robot. D'autre part, une autre stratégie de commande est aussi analysée sur le système du macro-mini. La stabilité est examinée en détail. Puis, des expérimentations sont réalisées pour déterminer la performance de ces systèmes dans les applications d'interaction. Finalement, une conclusion est amenée afin de résumer les résultats obtenus et discuter des limitations actuelles ainsi que de présenter des travaux futurs potentiels. / This thesis investigates motion control methods and physical human robot interaction (pHRI) control strategies for two robotic systems, namely a kinematically redundant hybrid parallel robot (KRHPR) and a macro-mini system. The kinematic analysis, the dynamic modelling, as well as the control methods proposed in the thesis can be generalized for a class of robots with similar architecture. The thesis firstly introduces a novel kinematically redundant (6+3)-degree-of-freedom (DoF) spatial hybrid parallel robot with revolute actuators. The kinematic equations are developed and the singularities are examined. The translational and rotational workspace of the robot is then analysed. Also, a new mechanism is introduced to operate a gripper using the redundant DoFs. Thanks to the backdrivability of the robot, a controller - which can flexibly switch between two modes: position control and interaction control - is developed to demonstrate the potential use of this robot for physical interaction without using a force/torque sensor or joint torque sensors. Secondly, the motion control problem is investigated for a class of spatial kinematically redundant hybrid parallel robots. The kinematics are recalled and the dynamics are analysed. Based on this analysis, a proposed method referred to as hybrid control algorithm is proposed. It combines a simplified computed-torque controller, that operates in the joint space, with a Cartesian compensation, that operates in the task space of the robot. The stability of this approach is verified. Then, experiments are carried out on two example architectures. The results are examined and compared to those obtained with other methods to validate the effectiveness of the proposed approach. The motion control of a macro-mini system, which combines the hybrid parallel robot and a gantry system, is then investigated. The kinematics and the dynamics of the combined system are mainly analysed in the task space since it can be assumed that the position of the macro and the mini is stably determined by their own controllers. Motion control methods, namely mid-ranging control and Model Predictive Control, are generalized and adapted. Also, the combination of PI and the redundancy resolution is proposed. Each control method is implemented and used to perform the same trajectory. Afterwards, the control error is determined in order to compare the performance of the different methods. The physical human robot interaction is then studied for each of the robotic platforms mentioned above. On the KRHPR, a stiffness-damping control is specifically developed for pHRI applications. On the macro-mini system, the interaction method is also examined. The stability and the operational performance is analysed in detail. Experiments involving pHRI are then conducted and some demonstrations of potential applications are also presented. Finally, the conclusion summarizes the results obtained and discusses current limitations and potential future work.