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Modèle probabiliste hérarchique de la locomotion bipède / Probabilistic hierarchical model of biped locomotionRose-Andrieux, Raphaël 09 December 2016 (has links)
Les robots humanoïdes ont toujours fasciné car leur potentiel d’application est considérable. En effet, si un robot avait les mêmes caractéristiques sensori-motrices et morphologiques qu’un homme, il pourrait théoriquement réaliser les mêmes tâches. Cependant, un premier obstacle au développement de ces robots est la stabilité d’une posture bipède. Lors d’une marche bipède, la marge d’erreur est très faible et les décisions doivent être prises rapidement avec une information souvent incomplète et incertaine. L’incertitude a de multiples sources comme des capteurs imparfaits, un modèle simplifié du monde ou encore une mécanique imprécise.Dans cette thèse, nous partons d’un contrôle de la marche par gestion des points d’appuis. L’idée est d’affiner le choix des points d’appuis en intégrant dans notre modèle les incertitudes que l’on vient d’évoquer. Pour cela, nous allons utiliser un modèle probabiliste Bayésien. A l’aide d’une distribution de probabilité, on peut exprimer simultanément une estimation, et l’incertitude associée à celle-ci. Le cadre théorique des probabilités Bayésiennes permet de définir les variables, et de les intégrer de manière rigoureuse dans un modèle global.Un autre avantage de ce modèle probabiliste est que notre objectif est aussi décrit sous la forme d’une distribution de probabilité. Il est donc possible de s’en servir pour exprimer à la fois un objectif déterministe, et une tolérance autour de celui-ci. Cela va nous permettre de fusionner facilement plusieurs objectifs et de les adapter automatiquement en fonction des contraintes extérieures. De plus, la sortie du modèle étant elle aussi une distribution de probabilité, ce type de modèle s’intègre parfaitement dans un cadre hiérarchique : l’entrée du modèle vient du niveau au-dessus et sa sortie est donnée en objectif niveau en dessous.Dans ce travail, nous allons d’abord explorer une technique de maintien de l’équilibre et la comparer aux résultats d’une expérience préliminaire sur l’homme. Nous allons ensuite étendre cette technique pour créer une stratégie de marche. Autour de cette stratégie, nous allons construire un modèle probabiliste Bayésien. Ce modèle sera finalement implémenté en simulation pour pouvoir quantifier son intérêt dans les différentes situations évoquées plus haut : intégration des incertitudes, fusion d’objectifs et hiérarchie. / Humanoid robots have always fascinated due to the vast possibilities they encompass.Indeed, a robot with the same sensorimotor features as a human could theoretically carry out the same tasks. However, a first obstacle in the development of these robots is the stability of a bipedal gait. Bipedal walkers are inherently unstable systems experiencing highly dynamic and uncertain situations. Uncertainty arises from many sources, including intrinsic limitations of a particular model of the world, the noise and perceptual limitations in a robot's sensor measurements, and the internal mechanical imperfection of the system.In this thesis, we focus on foot placement to control the position and velocity of the body's center of mass. We start from a deterministic strategy, and develop a probabilistic strategy around it that includes uncertainties. A probability distribution can express simultaneously an estimation of a variable, and the uncertainty associated. We use a Bayesian model to define relevant variables and integrate them in the global frame.Another benefit of this model is that our objective is also represented as a probability distribution. It can be used to express both a deterministic objective and the tolerance around it. Using this representation one can easily combine multiple objectives and adapt them to external constraints. Moreover, the output of the model is also a probabilistic distribution which fits well in a hierarchical context: the input comes from the level above and the output is given as objective to the lower level.In this work, we will review multiple ways to keep balance and compare them to the results of a preliminary experiment done with humans. We will then extend one strategy to walking using foot placement to keep balance. Finally, we will develop a probabilistic model around that strategy and test it in simulation to measure its benefits in different contexts : integrating uncertainties, fusing multiple objectives and hierarchy.
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Évaluation des effets cinématiques et dynamiques induits par le port d’orthèses plantaires lors de la marche / Evaluation of kinematic and dynamic effects induced by foot orthotics during walkingDelacroix, Sébastien 16 December 2014 (has links)
La connaissance des effets biomécaniques induits par les orthèses plantaires représente un enjeu important afin de faire reconnaitre le rôle du podologue dans le traitement des pathologies ostéo-articulaires et musculo-tendineuses de l'appareil locomoteur. Ainsi, ce travail de thèse consiste à modéliser, par la biomécanique, l'appareil locomoteur afin d'évaluer les effets du port des orthèses plantaires durant la marche. Avant toute chose, une étude méthodologique a été menée afin de vérifier la reproductibilité des données biomécaniques de la marche. Les principaux résultats montrent que ces données biomécaniques peuvent présenter une variabilité importante, principalement causée par des erreurs de positionnement des capteurs sur le sujet, rendant parfois difficile l'interprétation clinique. Toutefois, la deuxième partie de cette étude a montré que l'utilisation d'une méthodologie de correction segmentaire à partir d'une position statique imposée permettait de réduire cette variabilité. Une étude clinique a donc été menée sur les répercussions de l'utilisation d'une orthèse plantaire de supination sur la correction instantanée du pied valgus. Les principales conclusions montrent que les données cinématiques et dynamiques, notamment du pied et de la cheville, sont impactées. Enfin, afin de démontrer l'intérêt d'utiliser la méthodologie de correction segmentaire pour l'interprétation des effets biomécaniques du traitement par orthèses plantaires à plus ou moins long terme, deux cas cliniques ont été analysés, l'un concernait un patient atteint d'un syndrome de loge de la jambe et l'autre d'une gonarthrose. Les principales conclusions indiquent que les orthèses plantaires ont une action sur des pathologies de la cheville et du genou mais que l'interprétation de cette action peut être erronée si la variabilité des données biomécaniques de la marche n'est pas prise en considération / The knowledge of the biomechanical effects induced by foot orthotics is an important issue in order to recognize the role of the podiatrist in the treatment of osteoarticular and musculotendinous disorders of the musculoskeletal system. So, this work consists in modeling, by the biomechanics, the musculoskeletal system to assess the effects of wearing foot orthotics during walking. A first study was conducted to check the reproducibility of gait biomechanical data through two different sessions. The results show that these biomechanical data may show significant variability, mainly caused by errors in the positioning of sensors on the subject, making it difficult clinical interpretation. However, the second part of this study showed that the use of a methodology for segmental correction, from a static position imposed, allowed reducing this variability. Thus, a study was conducted on the impact of the use of supinated foot orthotics on immediate correction of valgus foot. The main findings show that the kinematic and dynamic data, notably the foot and ankle, are impacted. Before being able to estimate if this correction lasts over time, a second study was conducted. Thus, to demonstrate the benefits of using this methodology for the interpretation of the biomechanical effects of treatment with foot orthotic in the longer term, two clinical cases were analyzed, one involved a patient with compartment syndrome of the leg and the other with knee osteoarthritis. The main findings indicate that the insoles have an impact on diseases of the ankle and knee but that the interpretation of these actions may be wrong if the variability of gait biomechanical data is not considered
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Gait kinematic analysis of the osteoarthritic knee : pre- and post- total knee arthroplasty / Analyse cinématique de la marche chez des patients souffrant d'arthrose du genou : pré et post-arthroplastie totale du genouBytyqi, Dafina 25 February 2015 (has links)
Le but de cette thèse était d'étudier, in vivo, la cinématique en 3D du genou lors de la marche sur des patients souffrant d'arthrose du genou et de quantifier l'apport de l'arthroplastie totale du genou (PTG) sur la restauration d'une cinématique normale. Trente patients et un groupe de contrôle composé de 12 participants du même âge ont été inclus dans la première étude. Sur ces 30 patients, nous avons obtenu des évaluations de suivi après l'arthroplastie totale du genou sur 20 patients, avec un délai moyen de 11 mois. L'analyse cinématique tridimensionnelle du genou a été réalisée en utilisant le système KneeKGTM. Cette analyse de la marche a révélé que la cinématique de genou avec arthrose médiale diffère de la cinématique du genou sain. Le groupe avec arthrose du genou montrait une stratégie de raidissement de la marche en présentant une réduction de mouvement non seulement dans le plan sagittal, mais aussi dans le plan axial. Après PTG, les patients avaient de meilleurs paramètres cliniques, spatio-temporels et cinématiques. Malgré les améliorations, la cinématique du genou lors de la marche dans le groupe PTG différaient de celle du groupe contrôle / Patients with knee osteoarthritis tend to modify spatial and temporal parameters during walking to reduce the pain. There are common gait features which are consistently shown to be significantly linked to osteoarthritis severity such as knee adduction moment, knee flexion angle, stiffness and walking speed. Total knee arthroplasty (TKA) is considered the gold standard treatment for end-stage knee osteoarthritis. Nearly a million of total knee prosthesis are implanted worldwide each year. However, reduced physical function of the knee is partly, but apparently not fully, remedied by surgery. The purpose of this thesis was to investigate the in vivo, three dimensional knee kinematics during gait at the patients with knee osteoarthritis and the influence of total knee arthroplasty on restoration of normal kinematics. Weight bearing kinematics in medial OA knees differ from normal knee kinematics. Knee OA group showed an altered “screw-home” mechanism by decreased excursion in sagittal and axial tibial rotation and a posterior translation of the tibia. Following TKA, patients had better clinical, spatiotemporal and kinametic parameters. They walked longer, faster and with a better range of motion. Despite improvements, the knee kinematics during gait in TKA group differed from healthy control group. They had a lower extension, lower range of axial rotation and an increased tibial posterior translation. Future research should be focused on comparing different designs of prosthesis pre- and post operatively in a longer follow-up delay
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Gait knee kinematics of patients with ACL rupture : a 3D assessment before and after the reconstruction / Analyse cinématique de la marche chez des patients avec rupture du LCA : une évaluation 3D avant et après la reconstructionShabani, Bujar 25 February 2015 (has links)
La rupture du ligament croisé antérieure (LCA) conduit à une instabilité et à des modifications biomécaniques du genou. Actuellement, les patients présentant une lésion du LCA bénéficient généralement une reconstruction du LCA. L'analyse cinématique quantitative est un outil important pour acquérir une compréhension approfondie de la fonction articulaire du genou normal et pathologique au cours de la locomotion humaine. Ce travail est axé sur l'évaluation in vivo de la cinématique du genou chez les patients avec rupture du LCA, avant et après la reconstruction du LCA au cours de toutes les phases de la marche, en utilisant un nouvel outil d'évaluation 3D, quasi-rigide, en temps réel (KneeKGTM). Dans la première étude, des modifications cinématiques significatives ont été identifiées dans les genoux avec une rupture du LCA. Ces changements cinématiques pourraient mener à des contacts fémoro-tibiaux anormaux du cartilage pendant les activités quotidiennes, représentant potentiellement un mécanisme biomécanique de l'usure des articulations après une lésion du LCA. Dans la seconde étude, l'analyse 3D in vivo du mouvement a révélé que les genoux avec LCA reconstruits améliorent significativement leur extension par rapport aux genoux avec LCA déficient, mais il y avait encore une différence par rapport au groupe témoin sain. Dans le plan axial, le tibia reste en position interne significative par rapport à un groupe témoin, tandis qu'il n'y avait pas de différences significatives en translation antéro-postérieur et dans le plan coronal. Ces changements cinématiques pourraient conduire à une charge anormale dans l'articulation du genou et initier le processus d'atteinte dégénérative cartilagineuse à venir. Toutefois, les données cinématiques post-opératoires ont été collectées 10 mois après la chirurgie, ainsi un suivi plus long serait nécessaire pour évaluer si ces changements cinématiques persistent dans le temps, et leurs effets sur l'articulation / Because of the role of the ACL in knee joint’s biomechanics, it is essential to quantify the kinematics of ACL deficient and ACL reconstructed knee. In-vitro models bare the handicap of limited muscle simulation, while static, one-dimensional testing cannot predict the behavior of these groups of patients under realistic loading conditions. Currently, the most widely accepted method for assessing joint movement patterns is gait analysis. Respectively, 3D motion analysis is necessary to provide high reliability movement analysis. The purpose of the study was in-vivo evaluation of the behavior of the anterior cruciate ligament deficient (ACLD) and anterior cruciate ligament reconstructed (ACLR) knees during walking, using 3D, real-time assessment tool. Significant alterations of joint kinematics in the ACLD knee were revealed in this study by manifesting a higher flexion gait strategy and excessive internal tibial rotation during walking that could result in a more rapid cartilage thinning throughout the knee. In the other hand, even though ACLR knees showed some improvements in sagittal plane compared to ACLD knees, in axial plane there still exists difference compared to healthy control knees. These kinematic changes could lead to abnormal loading in knee joint and initiate the process for future chondral degeneration. However, the post-operative kinematic data were collected 10 months after surgery, so a longer follow-up is needed to evaluate if these kinematic changes persist in time, and their effects in joint degeneration
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Mise en oeuvre d'un robot humanoïde et contribution à la génération de marches dynamiques optimales / Commissioning of a humanoid robot and contribution to optimal dynamic 3D gait generationFatoux, Julien 16 December 2014 (has links)
Le travail développé dans cette thèse a pour objectif la génération de trajectoires de marches dynamiques optimales qui puissent être validées sur une plateforme expérimentale.Le dispositif mis en oeuvre est le système locomoteur d'un robot humanoïde de petite taille (80cm pour 15kg) nommé Tidom. Ses caractéristiques mécaniques et son architecture de commande sont présentées dans le premier chapitre.Pour générer les trajectoires sur un pas de marche, nous avons utilisé une méthode d'optimisation paramétrique. Cette technique repose sur l'approximation des paramètres de configuration du mouvement par des fonctions splines de classe C3 constituées de polynômes de degré 4 raccordés en des instants équirépartis sur la durée du mouvement jusqu'aux suraccélérations. Les efforts de contact entre le pied balancé et le sol en phase bipodale sont également paramétrés par des fonctions splines, de classe C0. Les accélérations et les couples articulaires sont raccordés aux instants de transition entre les différentes phases du mouvement pour améliorer le contrôle et éviter la détérioration de la mécanique. Le vecteur des paramètres d'optimisation est ainsi composé des coordonnées articulaires aux points de jonction, des vitesses et accélérations aux extrémités des phases de la marche, des efforts de contact pied/sol en double appui auxquels s'ajoutent la longueur de pas et la durée de chaque phase. Il est à noter que la seule donnée d'une vitesse de marche permet d'engendrer un pas optimal cyclique.Plusieurs expérimentations présentées dans le dernier chapitre permettront à terme d'implémenter les trajectoires optimales sur le robot. / The work developed in this thesis aims at generating optimal trajectories for dynamic walking motions that can be validated on an experimental platform.The device used is the locomotion system of a small size humanoid robot (80cm and 15kg) named Tidom. Its mechanical characteristics and control architecture are presented in the first chapter.A parametric optimization method is developed to generate walking step trajectories. It consists in approximating joint motion coordinates using C3-spline functions, made up of 4-order polynomials linked at times equally distributed along the motion time, up to jerk linking. The contact forces between stance foot and ground are approximated using spline functions of class C0. Joint acceleration and joint torques are continuous at the transitions between single and double support phases of a step to improve the robot control and to prevent mechanical damage. The optimization variables are discrete values of joint coordinates at connecting points, joint velocities and accelerations at phase bounds, discrete values of contact forces at connecting points during the double support phase. The step length and the relative length of the step phases are also accounted for. The walking velocity is the only data required for generating an optimal cyclic step.Some experiments presented in the last chapter are the first steps towards the implementation of optimal trajectories on the humanoid robot.
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Analyse de l'équilibre à la marche face à des perturbations imprédictibles chez des sujets en santéMéreu, Aurélie Georgette 06 1900 (has links)
Lorsqu’un sujet est soumis à des perturbations à la marche au sol ou sur tapis roulant, les réactions posturales et les ajustements posturaux anticipatoires s’améliorent progressivement avec la répétition des perturbations, entraînant une diminution de la perte d’équilibre. L’objectif du mémoire était d’analyser les ajustements posturaux et de l’équilibre anticipatoire entre des perturbations variées et aux déclenchements imprédictibles avec ou sans habituation au préalable. Deux études ont été effectuées pour le présent mémoire dans lesquelles 24 sujets jeunes en santé (moyenne ± écart type : 25,3 ±2,3 ans) ont été inclus. Les participants marchaient sur un tapis roulant à double courroie à marche confortable, sous différentes conditions : sans perturbation (Etudes 1 et 2), avec perturbations répétées (Etude 2), avec perturbations aléatoires (Etudes 1et 2). Les perturbations étaient générées par des accélérations ou des décélérations de différentes amplitudes, d’une des courroies du tapis pendant la phase d’appui droite ou gauche de façon aléatoire tous les 8 à 20 pas. Les données cinématiques et cinétiques ont été enregistrées. La difficulté à maintenir l’équilibre augmentait à la fin des essais de perturbations aléatoires comparativement au début avec (Etude 2) et sans habituation préalable (Etude 1) et à la fin des deux derniers essais d’habituations aux perturbations de type décélération (Etude 2). Aucun changement de l’équilibre n’a été observé lors des essais d’habituation aux perturbations de type accélération. L’augmentation de la difficulté à maintenir l’équilibre était due principalement à une diminution de la distance entre le centre de pression et la base de support. Aucun changement de l’équilibre n’a été observé lors des essais d’habituation aux perturbations de type accélération. Les changements observés lors des essais aléatoires seraient une stratégie posturale non-spécifique adoptée par les participants afin de répondre aux perturbations et en particulier lorsqu’elles sont imprévisibles. / When repeated postural perturbations are induced while walking on the floor or on a treadmill, reactive and proactive postural adjustments improve progressively. The objective of the study was to analyse proactive postural and balance adjustments between varied perturbations with unpredictable onsets with and without a previous period of habituation. Two studies have been conducted in which 24 young healthy subjects (mean ± standard deviation: 25.3 ± 2.3 years) participated. Participants walked on a slip-belt treadmill at comfortable speed under different conditions: without perturbations (studies 1 and 2), with repeated perturbations (study2), and with random perturbations (studies 1 and 2). Perturbations consisted in an accelerations or a decelerations of various magnitude, of one of the belt of the treadmill during right or left single support stance every 8 to 20 steps. Three dimensional whole-body kinematic and kinetic data were recorded. The difficulty to maintain balance increased at the end of trials with random perturbations compared to the beginning with (study 2) and without (study 1) habituation to the perturbations. Balance difficulty also increased at the end of the trials with repeated deceleration perturbations (Study 2). No change were observed during repeated acceleration perturbation trials. The increase of the difficulty to maintain balance was mainly due to a decrease between the center of pressure and the base of support. No change were observed during repeated acceleration perturbation trials. Changes observed during random trials may be a non-specific strategy adopted by the participants to respond to perturbations, particularly when they were unpredictable.
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Accounting for residential and non-residential environments to measure contextual effects on health behavior : the case of recreational walking behavior / Prise en compte des environnements résidentiels et non-résidentiels pour mesurer les effets du contexte sur les comportements de santé : le cas de la marche récréativePerchoux, Camille 15 June 2015 (has links)
Les études portant sur les effets de l'environnement sur la santé ont essentiellement examiné les effets de l'environnement résidentiel. Cette approche a été critiquée pour son absence de prise en compte des environnements géographiques de vie non-résidentiels. L'objectif général de cette thèse est d'évaluer si la prise en compte des lieux d'activité dans lesquels les individus se déplacent et sont régulièrement exposés permet de mieux estimer l'impact de l'environnement sur la pratique de la marche récréative. Trois études transversales ont été conduites sur la seconde vague de la Cohorte RECORD. La première étude a permis d'identifier une typologie des comportements de mobilité individuels et les déterminants sociodémographiques de ces mobilités. Les résultats de la deuxième étude montrent que l'exposition à des caractéristiques environnementales facilitant la marche diffère entre le quartier de résidence, le quartier résidentiel perçu, et l'espace d'activité. L'erreur de mesure liée à la seule prise en compte de mesures d'exposition résidentielle varie en fonction des groupes socio-économiques et des degrés d'urbanisation de la résidence dans la région Île-de-France. Dans la troisième étude, une densité de destinations élevée, la présence de lacs ou de voies d'eau et un niveau d'éducation élevé du quartier sont associés à une augmentation de la pratique de la marche récréative. Cette thèse souligne l'importance de prendre en compte les environnements géographiques de vie résidentiels et non-résidentiels pour mieux approximer l'exposition environnementale réelle, et évaluer les effets de l'environnement sur les comportements de santé. / Previous studies on place effect on health focused on the residential neighborhood. This approach was criticized for not considering non-residential geographic life environments. The overarching aim of this dissertation is to estimate whether accounting for people’s network of activity places and their resulting exposure allows improving the understanding of environmental influences on recreational walking behavior. Three cross sectional studies were conducted on the second wave of the RECORD Cohort Study. In the first study, I identified a typology of individuals’ patterns of mobility and related socio-demographic correlates. Results from the second study provide evidence that exposure to environmental characteristics supportive to walking highly differs between the residential neighborhood, the perceived residential neighborhood and the activity space. The measurement error resulting from the sole use of residential measures of exposure varies among SES groups and among categories of the degree of urbanicity of the residence. In the third empirical study a high density of destinations, the presence of a lake or waterway, and a high neighborhood education are associated with recreational walking. This dissertation strengthen the conceptual grounds and empirical evidence that accounting for both residential and non-residential geographical environments individual get exposed is required to better proxy the true environmental exposure, and to estimate environmental influences on health behaviors.
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Caractérisation des troubles de l’équilibre et effets d’un programme d’activités physiques adaptées chez les personnes âgées obèses / Characterization of balance disorders and effects of a program of adapted physical activities in obese elderly peopleMaktouf, Waël 05 February 2019 (has links)
Au regard de la littérature, il est bien identifié que l’obésité et le vieillissement altèrent les capacités de l’équilibre et de la marche des individus, altérations potentiellement associées à une plus grande difficulté à réaliser les activités de la vie quotidienne. Nous pouvons alors nous interroger sur les effets combinés du vieillissement et de l’obésité sur les capacités de l’équilibre et de la marche. Dans ce travail de thèse, nous avons, tout d’abord, montré que l’obésité présente une contrainte additionnelle sur les modifications des capacités de l’équilibre et de la marche liées au vieillissement, favorisant l’augmentation des limitations fonctionnelles chez une population âgée obèse. Ensuite, nous avons rapporté qu’un programme d’activités physiques adaptées basé sur des exercices d’équilibre, de renforcement musculaire et de motricité était une modalité de prise en charge efficace chez les personnes âgées obèses, permettant d’améliorer leurs capacités neuromusculaires au niveau des membres inférieurs, et par conséquent, leurs capacités d’équilibre et de la marche. / It is well recognized that obesity and aging impair individuals balance and walking abilities. These alterations are potentially associated with greater difficulty in performing activities of daily life. However, the magnitude of the effects on functional abilities of the combination of aging and obesity, as observed in obese elderly,requires further investigations. Through this thesis work, we, first of all, showed that obesity presents an additional constraint to age throughout the process of stabilization and walking in elderly. This aggravates the functional limitations in the obese elderly in activities of daily life. Then, we reported that an adapted physical activities program based on balance, muscular reinforcement and mobility exercices optimize balance and walking abilities of obese elderly in extreme situations likely by developing their neuromuscular capacities in the lower limbs.
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Edge partitioning of large graphs / Partitionnement de grands graphesLi, Yifan 15 December 2017 (has links)
Dans cette thèse nous étudions un problème fondamental, le partitionnement de graphe, dans le contexte de la croissance rapide des données, le volume des données continues à augmenter, allant des réseaux sociaux à l'internet des objets. En particulier, afin de vaincre les propriétés intraitables existant dans de nombreuses graphies, par exemple, la distribution des degrés en loi de puissance, nous appliquons un nouveau mode pour coupe de sommet, à la place de la méthode traditionnelle (coupe de bord), ainsi que pour assurer une charge de travail équilibrée et raisonnablement dans le traitement de graphe distribué. En outre, pour réduire le coût de communication inter-partitions, nous proposons une méthode de partition de bord basée sur les blocs, qui peut explorer efficacement les structures graphiques sous-jacentes au niveau local. , afin d'optimiser l'exécution de l'algorithme de graphe. Par cette méthode, le temps d'exécution et des communications généraux peuvent être considérablement réduits par rapport aux approches existantes. Les challenges qui se posent dans les grands graphiques comprennent également leur grande variété. Comme nous le savons, la plupart des applications graphiques au monde réel produisent des ensembles de données hétérogènes, dans lesquels les sommets et / ou les arêtes peuvent avoir des différents types ou des différentes étiquettes. De nombreuses algorithmes de fouille de graphes sont également proposés avec beaucoup d'intérêt pour les attributs d'étiquette. Pour cette raison, notre travail est étendu aux graphes de multicouches en prenant en compte la proximité des arêtes et la distribution des étiquettes lors du processus de partitionnement. En fin de cette thèse, Nous démontré à la ses performances exceptionnelles sur les ensembles de données du monde réel. / In this thesis, we mainly focus on a fundamental problem, graph partitioning, in the context of unexpectedly fast growth of data sources, ranging from social networks to internet of things. Particularly, to conquer intractable properties existing in many graphs, e.g. power-law degree distribution, we apply the novel fashion vertex-cut, instead of the traditional edge-cut method, for achieving balanced workload in distributed graph processing. Besides, to reduce the inter-partition communication cost, we present a block-based edge partition method who can efficiently explore the locality underlying graphical structures, to enhance the execution of graph algorithm. With this method, the overhead of both communication and runtime can be decreased greatly, compared to existing approaches. The challenges arising in big graphs also include their high-variety. As we know, most of real life graph applications produce heterogenous datasets, in which the vertices and/or edges are allowed to have different types or labels. A big number of graph mining algorithms are also proposed with much concern for the label attributes. For this reason, our work is extended to multi-layer graphs with taking into account the edges closeness and labels distribution during partitioning process. Its outstanding performance over real-world datasets is demonstrated finally.
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Étude comparative de l'initiation de la marche et du rattrapage de l'équilibre entre les enfants atteints de paralysie cérébrale et les enfants avec un développement normal / Comparative study of gait initiation and balance recovery between cerebral palsy and typical development childrenVo Toan, Trung 16 December 2015 (has links)
Les paradigmes expérimentaux de l'initiation de la marche (IM) et du rattrapage de l'équilibre (RE) consécutif à une chute-avant ont été choisis pour identifier les adaptations motrices éventuelles chez les enfants souffrant de lésions cérébrales (PC) bilatérales et unilatérales vs. les enfants avec un développement normal (DN). Les enfants PC et DN étaient âgés entre 5 et 16 ans. Les enfants PC avaient une marche autonome sans aide technique. Les résultats montraient que, dans l'IM, les différents groupes d'enfants présentent des patterns biomécaniques et d'activités EMG comparables lorsque l'appui est sain. Plus particulièrement, la présence d'un freinage de la chute pendant la phase pendulaire, qui est l'indice qui caractérise la maturation du processus de la marche, chez les plus jeunes PC indique l'absence de retard. Lorsque l'appui est sur le côté lésé, le freinage est absent voire faible. Cette absence de freinage peut être imputée à la modification de l'appui en équin. De même, les tracés biomécaniques et EMG dans RE montraient des patterns comparables entre les différents groupes d'enfants. Toutefois une différence remarquable peut être distinguée par rapport à l'activité EMG des muscles fléchisseurs plantaires et dorsaux des adultes. Chez les adultes, la chute provoque une réponse précoce bilatérale des Soleus accompagnée parallèlement d'une activité de faible amplitude des TA. Chez les enfants, les TA montraient une importante bouffée EMG en même temps que la bouffée du Soleus. La suppression de cette bouffée précoce lorsque la chute est rapidement arrêtée annihilant l'exécution du pas suggère que les enfants DN et PC déclencheraient en même temps la réaction à la chute et le programme d'initiation du pas. Si les enfants PC pouvaient réalisés les deux tâches motrices, exécution du pas normal et exécution du pas provoqué, c'est semble-t-il grâce à la toxine botulique qui avait permis à l'enfant PC de se mettre debout libre, apprendre à contrôler son équilibre postural et la marche. / Experimental paradigms of gait initiation (GI) and balance recovery (BR) following a forward-fall were chosen to study motor adaptation in cerebral palsy (CP) children as compared to typical development children (TD). Children age ranged between 5 and 16 y.o. PC children walked independently. Results in GI showed that biomechanical and EMG pattern are comparable between the different groups when stance foot was on sound side. More particularly, the presence of fall braking during swing phase, which is a maturation index of gait process, in young CP indicates that there is no delay. When stance foot is on affected side, fall braking is absent that can be explained by equines foot. In BR, biomechanical and EMG traces are comparable between the different groups. However, if compare to adults, there is a striking difference in the EMG patterns. In adults, the fall elicited a bilateral burst of EMG in Soleus muscle, in parallel Tibialis anterior (TA) showed concomitant EMG activity but with lower amplitude. In children, TA showed a burst of EMG activity in parallel to SOL. This TA EMG burst was suppressed whether the fall was arrested annihilating the stepping. This result suggests that children trigger at the time the fall reaction program and the stepping program. If CP children can carry out both motor tasks, normal stepping and provoked stepping, this was thanks to use of botulinum toxin which help children standing up. Then, the mechanism of balance control can operate, and supporting gait acquisition.
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