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Low-Dimensional Control Representations for Muscle-Based Characters: Application to Overhead Throwing

L’utilisation de personnages virtuels dans le cadre de simulations basées sur les lois de la physique trouve maintenant des applications allant de la biomécanique à l’animation. L’un des éléments incontournables de cette performance est le contrôleur de mouvement, capable de transformer les actions souhaitées en mouvements synthétisés. La conceptualisation de ces contrôleurs a profondément évolué grâce à l'apport des connaissances en biomécanique qui a conduit à l'utilisation de modèles de personnages encore plus détaillés car s'inspirant de l’appareil squelettique et surtout musculaire de l’être humain (ou personnages à modèle musculaire). Contrôler les personnages virtuels implique un défi de taille : contrôler la redondance, ou le fait même qu’un nombre important de muscles ou d’actionneurs aient besoin d’être contrôlés simultanément pour exécuter la tâche de motricité demandée.
L’objectif de cette thèse est d’y répondre en s’inspirant du système de contrôle moteur humain permettant de gérer cette redondance. Une solution de contrôle, pour les personnages virtuels, est proposée d’après la théorie des synergies musculaires et appliquée à des mouvements de contrôle du lancer. Les synergies musculaires sont des représentations de contrôle à faible dimension et qui permettent aux muscles d’être contrôlés en groupe, réduisant ainsi de manière significative le nombre de variables.
Grâce à cette stratégie, cette thèse permet les contributions suivantes : en premier lieu, la validation de la théorie des synergies musculaires, utilisée ici pour étudier un nouveau mouvement et pour tenter de contrôler un personnage virtuel. Et elle contribue également à l'ensemble des domaines impliquant des simulations corporelles, ayant recours aux personnages à modèle musculaire (comme par exemple, la biomécanique ou l'animation) en leur proposant une solution de contrôle permettant de réduire la redondance.

Speaker: 
Ana Lucia Cruz Ruiz
Date: 
Friday, 2. December 2016 - 10:30 to 13:00
Place: 
IRISA - Campus de Beaulieu - Salle Métivier
Defense Type: 
Composition of jury: 
  • Michiel van de Panne, Professeur, University of British Columbia / Rapporteur
  • Philippe Souères, Directeur de Recherche, LAAS-CNRS / Rapporteur
  • Laurence Chèze, Professeur, Université Claude Bernard Lyon / Examinatrice
  • Sophie Sakka, Maître de Conférences, École Centrale de Nantes / Examinatrice
  • Nicolas Mansard, Chargé de Recherche, LAAS-CNRS / Invité
  • Georges Dumont, Professeur, École Normale Supérieure de Rennes / Directeur de thèse
  • Charles Pontonnier, Maître de Conférences, Écoles de Saint-Cyr Coëtquidan, École Normale Supérieure de Rennes / Encadrant