Made available in DSpace on 2016-06-02T20:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5877.pdf: 9914755 bytes, checksum: 449c8d0ab2defc77d6b0d5a4ea1b20bb (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / The effect of using the non-preferred hand on manual preference and motor performance was assessed in two experiments. Experiment 1 investigated the short-term effect of lateralized experience on manual preference and motor performance in infants reaching. Four- and seven-month-olds were induced to use the non-preferred hand through reaching for toys contralaterally to the preferred hand. Reassessment of manual preference in reaching at the central position revealed that infants used the nonpreferred hand more frequently. That behavior was similar between both age groups. Kinematic analysis of reaching did not indicate variations coherent with shift of manual preference. Experiment 2 tested the effect of practice with the non-preferred hand on manual preference and intermanual asymmetries of performance, comparing children and adults. Different tasks requiring reaching and manipulation were practiced. Manual preference was assessed through reaching toward cards at different positions on the right and left of the participant, and inserting the card into a slot. Results showed that use of the nonpreferred hand increased after practice in both age groups. There was no effect of practice on intermanual asymmetries of performance. Results indicate that manual preference is flexible and modulated by immediate lateralized experiences. / O efeito do uso da mão não-preferida sobre a preferência manual específica à tarefa e desempenho motor foi avaliado em dois experimentos. O experimento 1 objetivou investigar o efeito de curto-prazo de experiências lateralizadas sobre a preferência manual e o desempenho motor no alcance em bebês. Bebês aos 4 e 7 meses foram induzidos ao uso mais frequente da mão não-preferida por meio do oferecimento de brinquedos em posição contralateral à mão preferida. A reavaliação da preferência manual no alcance em posição medial revelou que os bebês passaram a usar mais frequentemente a mão não-preferida, sendo esse comportamento similar entre ambos os grupos etários. A análise cinemática dos alcances não indicou variações coerentes com a mudança de preferência manual. O objetivo do experimento 2 foi testar o efeito da prática com a mão não-preferida sobre preferência manual e assimetrias intermanuais de desempenho, comparando crianças e adultos. Foram praticadas tarefas que exigiam alcance e manipulação de objetos variados. A preferência manual foi avaliada no alcance de cartas em diferentes posições à direita e esquerda do participante e subsequente depósito em uma urna. Houve aumento no uso da mão não-preferida após a prática em ambos os grupos etários. Não foi encontrado nenhum efeito da prática lateralizada sobre as assimetrias intermanuais de desempenho. Os resultados indicam que a preferência manual é flexível e modulada por experiências lateralizadas imediatamente anteriores.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4353.pdf: 2550869 bytes, checksum: f526a8acdbd92c4cb70c18e42ff66a55 (MD5) Previous issue date: 2012-04-25 / Universidade Federal de Minas Gerais / This study aimed to evaluate the effect of visual occlusion of the preferred arm on its frequency of use and kinematics in spontaneous reaching of static objects in 5-month-old infants. Participated in this study 30 infants, with half of them submitted to visual occlusion of the preferred arm and the other half having full vision while reaching a toy. A possible cumulative effect of visual occlusion was assessed through increasing periods in which the preferred arm was not visible by the infant. Analysis of manual preference indicated that occlusion of the preferred arm led to increased use of the contralateral arm for reaching, an effect more evident in infants showing weak manual preference. No effect of cumulative occlusion was detected, with similar indices of manual preference across the periods of occlusion. Results from kinematic analysis revealed straighter movements to the target when visually oriented. These results suggest that visual information can modulate manual preference and guide reaching control. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da oclusão visual do braço preferido sobre a preferência manual e sobre variáveis cinemáticas em movimentos espontâneos de alcançar objetos estáticos em bebês de cinco meses de idade. Participaram desse estudo 30 bebês, com metade deles sendo submetidos à oclusão visual do braço preferido e a outra metade tendo visão plena na ação de agarrar um brinquedo. O possível efeito cumulativo de oclusão visual foi avaliado por meio de períodos seguidos em que os bebês não tinham visibilidade do braço preferido. A análise da preferência manual indicou que a oclusão visual do braço preferido induziu maior frequência de alcances com o braço contralateral, efeito que foi mais evidente em bebês com fraca preferência manual. Não foi observado efeito cumulativo de oclusão, com índices de preferência manual semelhantes entre os períodos de oclusão. Os resultados da análise cinemática revelaram movimentos mais retilíneos em direção ao alvo de alcance quando visualmente orientados. Estes resultados sugerem que a informação visual pode modular a preferência manual e orientar o movimento de alcance.

Les études neurophysiologiques de la prise de décision, traditionnellement ancrées dans des principes neuro-économiques, ont évoluées pour inclure une variété d’aires du cerveau. Partant d’abord du lobe frontal associé aux jugements de valeur, le champ s’est élargi pour inclure d’autres types de décisions incluant les décisions perceptuelles et les décisions incarnées qui impliquent notamment les aires sensorimotrices du cerveau. La théorie moderne de la prise de décision modèle l’activité neurale dans ces régions comme une compétition entre les différents stimuli et actions considérés par un individu. Cette compétition est résolue lorsque l’activité neurale associée à un stimulus ou une action choisie atteint un seuil critique. Toutefois, il reste à éclaircir comment ce modèle s’applique aux décisions effectuées alors que l’individu est déjà engagé dans une activité. Dans ce mémoire nous examinons ce type de décision chez des sujets humains dans une tâche de suivi continu. Des cibles « choix » apparaissaient sur un écran pendant que le sujet suivait de la main une cible qui se déplaçait doucement en continu. Le sujet pouvait ignorer ces cibles choix, ou abandonner la cible suivie pour toucher une cible choix, dans quel cas la cible sélectionnée devenait la nouvelle cible à suivre du doigt. Tel qu’attendu, nous avons observé que les sujets favorisaient les cibles plus proches, plus grandes, et les cibles alignées avec l’axe du mouvement. Toutefois nous avons été surpris de constater que les sujets ignoraient les coûts énergétiques du mouvement, tel que modélisés. Un biais pour minimiser les coûts du mouvement fut réintroduis lorsque la tâche fut divisée en séries de mouvements point-à-point, plutôt qu’un mouvement continu. Même si nous ne pouvons expliquer ce résultat surprenant, nous espérons qu’il inspire de futures études utilisant le paradigme expérimental de décision durant l’action. / Neurophysiological studies of decision-making have expanded over decades to involve many brain areas. The field broadened from neuroeconomics, mainly concerned with frontal regions, to perceptual or embodied decision-making involving several sensorimotor areas where neural activity is linked to the stimuli and actions necessary for the decision process. Current models of decision-making envision this neural activity as a competition between different actions that is resolved when enough activity favors one over the other. However, it is unclear how such models can explain decisions often present in natural behavior, where deliberation takes place while already engaged in an action. In this thesis, we examined the choices human subjects made as they were engaged in a continuous tracking task. While they were manually tracking a target on a flat screen, subjects were occasionally presented with a new target to which they could freely choose to switch, whereupon it became the new tracked target. As expected, we found that subjects were more likely to move to closer targets, bigger targets, or targets that were aligned to the direction of movement. However, we were surprised that subjects did not choose targets that minimized energetic cost, as calculated by a biomechanical model of the arm. A biomechanical bias was restored when the continuous movement was broken up into a series of point to point movements. While we cannot yet explain these findings with certainty, we hope they will inspire further studies using decide-while-acting paradigms.

Globalization and market competition drives new product development. As a consequence, companies are forced to eliminate products more frequently. However, the process of eliminating products is often overlooked both in academia and in practice. Omitting the product elimination process can lead to production inefficiencies and unnecessary costs of retaining the products. The results in this thesis discovers inconsistencies in the present product elimination process at PharmaCompany. The inconsistencies are grouped in the four categories: Interaction & Collaboration, External Analysis, Resource Prioritization & Decision Making, Proactivity Analysis. The main suggested improvements comprise a clearer internal communication, increased documentation and restructuring the current process design. In addition, reframing the current elimination process to emulate the academical approach is suggested in order to further legitimize the elimination process and increase interest on the area. The thesis concludes that a more standardized elimination process can lead to increased efficiency by adopting additional filters to identify and analyze underperforming products. Furthermore, the thesis increases awareness of the topic of product elimination and enhances the knowledge within the research area. By linking the product elimination process to the resource allocation process, the thesis marks the overall neglect of the topic, and gives insights on the need for increased attention towards the product elimination process. / Globaliseringen och ökad konkurrens har drivit på ny produktutveckling. Som en konsekvens tvingas företag att eliminera produkter mer frekvent. Borttagning av produkter har dock förbisetts både i den akademiska världen och i praktiken till förmån för andra forskningsämnen. Att utelämna produkt elimineringsprocessen kan leda till produktionsineffektivitet och onödiga kostnader för att behålla produkterna. Avhandlingen resulterar i upptäckten av flera brister i den nuvarande produktelimineringsprocessen på PharmaCompany. Bristerna är grupperade i större kategorier, Interaction & Collaboration, External Analysis, Resource Prioritization & Decision Making, Proactivity Analysis. De viktigaste föreslagna förbättringarna innefattar tydligare intern kommunikation, ökad dokumentation och omstrukturering av den nuvarande processdesignen. Dessutom föreslås omramning av den nuvarande eliminationsprocessen för att efterlikna den akademiska metoden för att ytterligare legitimera eliminationsprocessen och för att få högre prioritet inom resursallokeringsprocessen. Avhandlingen drar slutsatsen att en mer standardiserad eliminationsprocess kan hjälpa processen att bli effektivare genom att använda fler filter för att identifiera och analysera svaga produkter. Dessutom ökar avhandlingen medvetenheten om ämnet produkteliminering och förstärker kunskapen inom forskningsområdet. Genom att länka produktelimineringsprocessen till resursallokeringsprocessen markerar avhandlingen den övergripande försummelsen av ämnet och ger insikter om behovet av produktelimineringsprocessen behöver få högre fokus och forskning.

La prise de décision motrice implique que le sujet analyse les différentes stratégies possibles, en se basant sur l’observation de son environnement notamment, qui le conduisent à une décision motrice finale la plus appropriée. Pour explorer ce processus, nous avons réalisé un projet de recherche qui a pour but de déterminer comment varie l’activité des cellules de trois différentes aires motrices du cortex cérébral, en fonction de plusieurs indices visuels observés lors du mécanisme de prise de décision complexe. Dans ce contexte, les indices sensoriels utilisés peuvent soit présenter des indices ambigus ou contradictoires en faveur de différents choix d’actions. Ce procédé nécessite à ce que le cerveau détermine à quel degré un indice sensoriel est plus en faveur d’un choix que d’un autre, et quel est le meilleur choix d’action à réaliser en se basant sur les indices sensoriels reçus durant une période de temps donnée. Dans ce projet de thèse nous avons enregistré l’activité des cellules des aires corticales motrices primaires (M1), du pré-moteur dorsal (PMd), et aussi du préfrontal dorso-latéral (DLPF), chez un singe, dans plusieurs tâches décisionnelles dont certaines ont été notamment utilisées au préalable au sein de notre laboratoire par Coallier et al. (2014,2015). Dans cette thèse, nous présenterons les observations obtenues dans le PMd. Dans les essais de nos différentes tâches, nous avons utilisé des stimuli visuels correspondants à des damiers multicolores composés d’un nombre variable de carrés bleus et jaunes. Ces damiers fournissaient différents niveaux « d’évidences » en faveur des cibles bleues ou jaunes, à atteindre en réalisant un mouvement du bras. Dans ce projet, nos hypothèses sont les suivantes: 1) l’activité des cellules du PMd est plus impliquée dans la sélection de l’action que dans les processus perceptuels de la tâche, 2) les cellules du PMd pourraient jouer un rôle dans les procédés métacognitifs tels que la confiance en des choix d’actions. En conclusion, nos expériences ont permis de mettre en évidence des mécanismes neuronaux à travers lesquels le cortex prémoteur dorsal (PMd) contribue à la planification et à l’exécution des mouvements volontaires du bras. Plus précisément, nos données montrent que le PMd est plus impliqué dans les aspects moteurs, que perceptuels de la prise de décision sensorimotrice. De plus, le PMd exprime une activité qui pourrait refléter des processus neuronaux par lesquels les singes font un suivi et évaluent leur propre performance dans les tâches, afin de prédire la probabilité de bonne réponse et de réussite de leurs décisions, et pour attribuer un niveau de confiance en leurs décisions. / Motor decision-making implies that the subject analyses different possible strategies, based on the observation of his environment in particular, which leads him to select the most appropriate final motor decision. To explore this process, we conducted a research project to determine how neural activity in the dorsal premotor cortex (PMd) varies according to several visual cues observed during a complex decision-making process. In this context, the sensory instructional cues used may either present ambiguous or even contradictory evidence in favor of different motor choices. This process requires the brain to determine to what degree sensory input is more in favor of one choice than another, and what is the best choice of action to take based on the sensory cues received over a given period of time. To do so, we recorded the activity of single neurons in the dorsal pre-motor cortex (PMd of a monkey, in several decision-making tasks, some of which were previously used in our laboratory by Coallier et al.(2014, 2015). We tested neural activity in our different tasks, by using visual stimuli that resembled multicolored checkerboards, composed of a variable number of blue and yellow squares. These checkerboards provided different levels of "evidence" in favor of blue or yellow targets, to be reached by moving the arm. In this project, our hypothesis are as follows: 1) PMd cell activity is more involved in action selection than in the perceptual processes of the task, 2) PMd cells could play a role in metacognitive processes such as confidence in action choices. In conclusion, our experiments provided new insights into the neural mechanisms by which the dorsal premotor cortex (PMd) contributes to the planning and execution of voluntary arm movements. In particular, our data show that PMd is more implicated in the motor aspects of sensorimotor decisions and expresses little or no activity related to the perceptual aspects of the decision-making process. Furthermore, PMd neurons express activity that might reflect neuronal processes by which the monkeys monitor and evaluate their performance in the tasks, in order to predict the probability of correct responses and success of their decisions, and to attribute a level of metacognitive confidence in their motor decisions.

Choisir quel mouvement effectuer est une fonction primordiale du système nerveux central. Comment ces décisions sont prises est encore sujet à débats. Une hypothèse traditionnelle pose qu’elles sont prises de façon sérielle, à l’aide de processus perceptifs qui alimentent un exécutif central, qui communique ensuite au système moteur quel mouvement effectuer. L’hypothèse alternative préférée par notre équipe est que les mouvements potentiels commencent à être préparés en parallèle et entrent en compétition pour les effecteurs. Dans le but de tester ces hypothèses, notre équipe a enseigné à un macaque une tâche de prise de décision motrice. Le sujet y est placé devant un écran où deux cibles apparaissent. Chacune a une valeur qui découle de deux caractéristiques : sa luminosité (BU pour bottom-up, information ascendante) et l’orientation d’une ligne qui la coupe comme une aiguille d’horloge (TD pour top-down, information descendante.) Le sujet choisit une des deux à l’aide d’un mouvement d’atteinte, et reçoit une récompense proportionnelle à sa valeur. Cette tâche permet de comparer plusieurs types d’essais : certains présentent une seule cible, une absence de choix, ou deux cibles identiques, un choix sans conséquence. D’autres ont une cible plus valable que l’autre, le choix est alors facile. On peut alors faire varier la caractéristique (BU ou TD) qui donne une plus grande valeur à la meilleure cible. Finalement, on peut montrer deux cibles de valeur égale, mais dont une tire sa valeur d’un bon score TD et l’autre, d’un bon score BU. Le sujet doit alors, en quelque sorte, choisir entre les caractéristiques. Pendant que le sujet exécute la tâche, on enregistre ses potentiels de champ locaux (LFP) à l’aide de deux réseaux d’électrodes déplaçables individuellement, l’un placé dans le cortex pariétal postérieur (PPC) et l’autre, dans le cortex prémoteur dorsal (PMd). L’analyse de ces données à l’aide de spectrogrammes, et une discussion des réactions spécifiques dans les bandes de fréquences alpha, bêta et gamma, sont présentées ici. / Choosing which movement to make is a primary function of the central nervous system. How these decisions are made is still a matter of debate. A traditional hypothesis posits that such decisions are made in a serial fashion: perceptual processes feed into a central executive, which then communicates to the motor system which movement to make. The alternative hypothesis preferred by our team is that potential movements begin to be prepared in parallel, and compete for effectors until a consensus forms in brain areas related to controlling the movements. In order to test these hypotheses, our team taught a macaque to perform a reach-based decision-making task. The subject is placed in front of a screen on which two targets appear. Each target has a value derived from two features: its brightness (BU, bottom-up information) and the orientation of a line that crosses it like a clock hand (TD, top-down information.) The subject freely chooses one of the two targets by reaching it, and then receives a reward proportional to its value. This task compares several types of trials: some show a single target, therefore no choice, or show two identical targets, which means the choice has no consequences. Other trials have one target that is more valuable than the other, which makes the choice easy. The feature which gives that better target a greater value can be either BU or TD. Finally, some trials show two targets of equal value, but one of them derives its value from a good TD score while the other derives its value from a good BU score. The subject must then choose between the features. While the subject performs the task, local field potentials (LFP) are recorded using two individually movable electrode arrays. One array is placed in the posterior parietal cortex (PPC) and the other, in the dorsal premotor cortex (PMd). The data thus obtained is analyzed using spectrograms, and a discussion of specific responses in the alpha, beta, and gamma frequency bands is presented here.

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Cette recherche a pour but d’évaluer le rôle de la vision et de la proprioception pour la perception et le contrôle de l’orientation spatiale de la main chez l’humain. L’orientation spatiale de la main est une composante importante des mouvements d’atteinte et de saisie. Toutefois, peu d’attention a été portée à l’étude de l’orientation spatiale de la main dans la littérature. À notre connaissance, cette étude est la première à évaluer spécifiquement l’influence des informations sensorielles et de l’expérience visuelle pour la perception et le contrôle en temps réel de l'orientation spatiale de la main pendant le mouvement d’atteinte naturel vers une cible stationnaire. Le premier objectif était d’étudier la contribution de la vision et de la proprioception dans des tâches de perception et de mouvement d’orientation de la main. Dans la tâche de perception (orientation-matching task), les sujets devaient passivement ou activement aligner une poignée de forme rectangulaire avec une cible fixée dans différentes orientations. Les rotations de l’avant-bras et du poignet étaient soit imposées par l’expérimentateur, soit effectuées par les sujets. Dans la tâche de mouvement d’orientation et d’atteinte simultanées (letter posting task 1), les sujets ont réalisé des mouvements d’atteinte et de rotation simultanées de la main afin d’insérer la poignée rectangulaire dans une fente fixée dans les mêmes orientations. Les tâches ont été réalisées dans différentes conditions sensorielles où l’information visuelle de la cible et de la main était manipulée. Dans la tâche perceptive, une augmentation des erreurs d’orientation de la main a été observée avec le retrait des informations visuelles concernant la cible et/ou ou la main. Lorsque la vision de la main n’était pas permise, il a généralement été observé que les erreurs d’orientation de la main augmentaient avec le degré de rotation nécessaire pour aligner la main et la cible. Dans la tâche de mouvement d’orientation et d’atteinte simultanées, les erreurs ont également augmenté avec le retrait des informations visuelles. Toutefois, les patrons d’erreurs étaient différents de ceux observés dans la tâche de perception, et les erreurs d’orientation n’ont pas augmenté avec le degré de rotation nécessaire pour insérer la poignée dans la fente. En absence de vision de la main, il a été observé que les erreurs d’orientation étaient plus petites dans la tâche de mouvement que de perception, suggérant l’implication de la proprioception pour le contrôle de l’orientation spatiale de la main lors des mouvements d’orientation et d’atteinte simultanées. Le deuxième objectif de cette recherche était d’étudier l’influence de la vision et de la proprioception dans le contrôle en temps réel de l’orientation spatiale de la main. Dans une tâche d’orientation de la main suivie d’une atteinte manuelle (letter posting task 2), les sujets devaient d’abord aligner l’orientation de la même poignée avec la fente fixée dans les mêmes orientations, puis réaliser un mouvement d’atteinte sans modifier l’orientation initiale de la main. Une augmentation des erreurs initiales et finales a été observée avec le retrait des informations visuelles. Malgré la consigne de ne pas changer l’orientation initiale de la main, une diminution des erreurs d’orientation a généralement été observée suite au mouvement d’atteinte, dans toutes les conditions sensorielles testées. Cette tendance n’a pas été observée lorsqu’aucune cible explicite n’était présentée et que les sujets devaient conserver l’orientation de départ de la main pendant le mouvement d’atteinte (mouvement intransitif; letter-posting task 3). La diminution des erreurs pendant l’atteinte manuelle transitive vers une cible explicite (letter-posting task 2), malgré la consigne de ne pas changer l’orientation de la main pendant le mouvement, suggère un mécanisme de corrections automatiques pour le contrôle en temps réel de l’orientation spatiale de la main pendant le mouvement d’atteinte naturel vers une cible stationnaire. Le troisième objectif de cette recherche était d’évaluer la contribution de l’expérience visuelle pour la perception et le contrôle de l’orientation spatiale de la main. Des sujets aveugles ont été testés dans les mêmes tâches de perception et de mouvement. De manière générale, les sujets aveugles ont présenté les mêmes tendances que les sujets voyants testés dans la condition proprioceptive (sans vision), suggérant que l’expérience visuelle n’est pas nécessaire pour le développement d’un mécanisme de correction en temps réel de l’orientation spatiale de la main basé sur la proprioception. / The goal of this research was to study the contribution of vision and proprioception to the perception and control of hand orientation in human subjects. Spatial orientation of the hand is an important component of reaching and grasping movements. However, not much attention has been given to spatial hand orientation in the literature. To our knowledge, this study is the first to specifically investigate the influence of sensory information for the perception and on-line control of hand orientation during natural reaching movement to stationary targets. The first objective of this research was to study the contribution of vision and proprioception in perceptual orientation-matching and motor letter posting tasks. In the perceptual orientation-matching task, subjects attempted to passively or actively align a match handle, to a target that was fixed in different orientations. In the passive perceptual task, passive rotations of the forearm and wrist were imposed by the experimenter; whereas in the active perceptual task, the rotations were actively executed by the subjects. In letter posting task 1, subjects simultaneously reached and rotated the right hand to insert a match handle into a target slot fixed in the same orientations. The tasks were performed in different sensory conditions where the visual information about the target and the hand was manipulated. In the perceptual orientation-matching task, augmentation of hand orientation errors was observed with the withdrawal of visual information related to either the target and/or the hand. When full vision was not allowed, hand orientation errors were larger overall when larger rotations of the wrist were required to match the target, whether the rotations were made actively by the subject or were imposed passively by the experimenter. In letter posting task 1, augmentation of hand orientation errors was also observed with the withdrawal of visual information related to either the target and/or the hand. However, errors patterns were different from those observed in the perceptual task, and hand orientation errors were not larger for larger target orientations. Without vision of the hand, final hand orientation errors were smaller overall in letter-posting task 1 than in the orientation-matching task. This suggests the implication of the proprioceptive information for the control of spatial hand orientation during reach-and-orient movements. The second objective of this research was to study the influence of vision and proprioception in on-line control of spatial hand orientation. In letter posting task 2, subjects first aligned their hand to the angle of the target and then reached to it with the instruction not to change their initial hand orientation. The augmentation of initial and final errors was observed with the withdrawal of vision. Although subjects were instructed to not change their hand orientation, in all sensory condition tested, hand orientation changed overall during reaching in a way that reduced the initial orientation errors. This trend did not occur when there was no explicitly defined target toward which the subjects reached (letter-posting task 3; intransitive movement). The reduction in hand orientation errors during transitive reach in letter-posting task 2, even when told not to change it, suggests the engagement of an automatic error correction mechanism for hand orientation during natural reaching movements toward stationary targets. The third objective of this research was to investigate the contribution of visual experience to the perception and control of spatial orientation of the hand. Blind subjects were tested in the same perceptual and motor tasks. Overall, no differences were observed between performance of blind subjects and normally-sighted subjects tested without vision (proprioceptive condition), suggesting that prior visual experience is not necessary for the development of an on-line error correction mechanism for hand orientation guided by proprioceptive inputs.

L'objectif du travail proposé est de concevoir et commander un groupe des robots mobiles similaires et d'architecture simple appelés m-bots (mono-robots). Plusieurs m-bots ont la capacité de saisir ensemble un objet afin d'assurer sa co-manipulation et son transport quelle que soit sa forme et sa masse. Le robot résultant est appelé p-bot (poly-robot) et est capable d'effectuer des tâches de déménageur pour le transport d'objets génériques. La reconfigurabilité du p-bot par l'ajustement du nombre des m-bots utilisés permet de manipuler des objets lourds et des objets de formes quelconques (particulièrement s'ils sont plus larges qu'un seul m-bot). Sont considérés dans ce travail l'évitement d'obstacle ainsi que la stabilité du p-bot incluant la charge à transporter. Une cinématique pour un mécanisme de manipulation a été proposée et étudiée. Ce dernier assure le levage de la charge et son dépôt sur le corps des robots pour la transporter. Plusieurs variantes d'actionnement ont été étudiées : passif, avec compliance et actionné. Un algorithme de positionnement optimal des m-bots autour de l'objet à manipuler a été proposé afin d'assurer la réussite de la tâche à effectuer par les robots. Cet algorithme respecte le critère de "Force Closure Grasping" qui assure la stabilité de la charge durant la phase de manipulation. Il maintient aussi une marge de stabilité statique qui assure la stabilité de l'objet durant la phase de transport. Enfin, l'algorithme respecte le critère des zones inaccessibles qui ne peuvent pas être atteintes par les m-bots. Une loi de commande a été utilisée afin d'atteindre les positions désirées pour les m-bots et d'assurer la navigation en formation, durant la phase du transport, durant laquelle chaque robot élémentaire doit maintenir une position désirée par rapport à l'objet transporté. Des résultats de simulation pour un objet de forme quelconque, décrite par une courbe paramétrique, sont présentés. Des simulations 3D en dynamique multi-corps ainsi que des expériences menées sur les prototypes réalisés ont permis de valider nos propositions. / Our goal in the proposed work is to design and control a group of similar mobile robots with a simple architecture, called m-bot. Several m-bots can grip a payload, in order to co-manipulate and transport it, whatever its shape and mass. The resulting robot is called a p-bot andis capable to solve the so-called "removal-man task" to transport a payload. Reconfiguring the p-bot by adjusting the number of m-bots allows to manipulate heavy objects and to manage objects with anyshape, particularly if they are larger than a single m-bot. Obstacle avoidance is addressed and mechanical stability of the p-bot and its payload is permanently guaranteed. A proposed kinematic architecture for a manipulation mechanism is studied. This mechanism allows to lift a payload and put it on them-bot body in order to be transported. The mobile platform has a free steering motion allowing the system maneuver in any direction. An optimal positioning of the m-bots around the payload ensures a successful task achievement without loss of stability for the overall system. The positioning algorithm respects the Force Closure Grasping (FCG) criterion which ensures the payload stability during the manipulation phase. It respects also the Static Stability Margin (SSM) criterion which guarantees the payload stability during the transport. Finally, it considers also the Restricted Areas (RA) that could not be reached by the robots to grab the payload. A predefined control law is then used to ensure the Target Reaching (TR) phase of each m-bot to its desired position around the payload and to track a Virtual Structure (VS), during the transportation phase, in which each elementary robot has to keep the desired position relative to the payload. Simulation results for an object of any shape, described by aparametric curve, are presented. Additional 3D simulation results with a multi-body dynamic software and experiments by manufactured prototypes validate our proposal.

To investigate the roles of different dorsal spinal pathways in controlling movements in rats, I performed lesions of specific spinal pathways and measured the behaviour abilities of rats using different sensorimotor behavioural tests. The first experiment was designed to understand the contribution of sensory pathways traveling in the dorsal funiculus during locomotion and skilled movements using sensitive behavioural tests. I demonstrated that ascending sensory fibers play an important role during overground locomotion and contribute to skilled forelimb movements. The second experiment compared the differences in sensorimotor abilities caused by dorsal funicular lesions performed at two different levels of rat spinal cord. My results showed that the pathways present in the cervical and thoracic dorsal funiculus exert different functional effects over control of limb movement during locomotion. The third experiment investigated the compensatory potential of dorsal funicular pathways after dorsolateral funicular injuries in rats. My results showed that dorsal funicular pathways do not compensate for loss of dorsolateral pathways during the execution of locomotor tasks, though there is indirect evidence that rats with dorsolateral funicular lesions might rely more on ascending sensory pathways in the dorsolateral funiculus during skilled forelimb movements. Finally, the fourth experiment was designed to investigate the compensation from dorsolateral funicular pathways after injuries to pyramidal tract in rats. I demonstrated that pathways running in the spinal dorsolateral funiculus do provide compensatory input to spinal circuitry to maintain skilled reaching abilities after lesions of the pyramidal tract but these same pathways do not appear to compensate during either overground locomotion or skilled locomotion. Thus, this compensatory response is task-specific. These results highlight the fact that behavioural context determines the nature of compensation from spared pathways after spinal cord injuries.