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Analyse du contrôle moteur humain pour différents niveaux d'assistance induits par un exosquelette actif du membre supérieur
No full textActive exoskeletons are promising devices with a wide range of potential applications, mainly in the prevention and treatment of motor deficiencies. This potential is currently under-exploited. The main causes of this under-exploitation are, firstly, the limitations of exoskeletons, both in terms of mechanical design and control mode design, and secondly, the limitations of knowledge regarding human movement adaptation during the interaction with an exoskeleton.This thesis work is based on the hypothesis that a joint development of exoskeletons and knowledge regarding human motor control could improve the quality of interaction. We will show that, the evaluation of exoskeletons using metrics inspired by motor control and the analysis of the adaptation of human movement in response to efforts applied by the exoskeleton constitute a virtuous circle.In the course of this work, a transparent mode (i.e., the exoskeleton follows the human movement while disturbing it as little as possible) and an antigravity mode (i.e., the exoskeleton compensates for the weight of the human limb) were developed and evaluated on an upper limb exoskeleton. These developments first allowed to improve the transparency of the exoskeleton, by improving the control law and the human-exoskeletoninterfaces. Then, the consideration of joint misalignments between the human and the exoskeleton allowed the design of an efficient and individualised antigravity mode.These developments were then used to test and extend two influential theories in motor control : the theory of optimal exploitation of ambient gravity in motion planning and the theory of the cost of time. The extension of these two theories could have interestingimplications for the future development of exoskeletons. Firstly, the use of reduced gravity fields is a conventional method of using exoskeletons in neuromotor rehabilitation. A better understanding of the adaptation of human movement to such fields could,therefore, allow the design of new rehabilitation protocols. Secondly, the extension of the cost of time theory could make it possible to predict the duration of arbitrary movements from a simple identification procedure. This could, in particular, allow a better estimation of the trajectories around which human movement can be assisted. This thesis work first showed that human movement adapts very quickly and optimally to arbitrary gravity fields, including inverted ones (i.e., upwards). Then, an optimal trade-off between effort and movement time, subtended by a cost of time, was highlighted and quantified. In particular, it was possible to show that interaction with an exoskeleton slower than the human's planned movements can lead the latter to spend significant amounts of energy to save time, which would necessarily lead to premature fatigue and reduced acceptability of the device during extended utilisation.This thesis work has established the previously introduced virtuous circle and shown its beneficial effects, both for the development and evaluation of exoskeletons, and for the extension of theories regarding human motor control. They also pave the path for thedevelopment of new active exoskeletons, for their widespread use in human motor control research, and for applications in neuromotor rehabilitation and prevention of musculoskeletal disorders at work.Les exosquelettes actifs sont des systèmes prometteurs, dont les nombreuses applications potentielles visent essentiellement à prévenir et traiter les déficiences motrices. Ce potentiel est, actuellement, sous-exploité. Les principales raisons de cette sous exploitation sont, d'abord, les limites des exosquelettes, tant en termes de conception mécanique que de conception de modes de contrôle, ensuite, les limites des connaissances quant à l'adaptation du mouvement humain lors de l'interaction avec un exosquelette.Ces travaux de thèse se basent sur l'hypothèse selon laquelle un développement conjoint des exosquelettes et des connaissances en contrôle moteur humain pourrait permettre d'améliorer la qualité de l'interaction. Nous montrerons notamment que, l'évaluation des exosquelettes par des métriques inspirées du contrôle moteur et la caractérisation de l'adaptation du mouvement humain, en réponse à des efforts appliqués par l'exosquelette, constituent un cercle vertueux.Au cours de ces travaux, un mode transparent (i.e., l'exosquelette suit le mouvement humain en le perturbant le moins possible) et un mode antigravitaire (i.e., l'exosquelette compense le poids du membre humain) ont été développés et évalués sur un exosquelette de membre supérieur. Ces développements ont d'abord permis d'améliorer la transparence de l'exosquelette, par la conception d'une loi de contrôle puis d'interfaces humain-exosquelette. Ensuite, la prise en compte des défauts d'alignement articulaires entre l'humain et l'exosquelette a permis la conception d'un mode antigravitaire efficace et individualisé.Ces développements ont ensuite été utilisés pour tester et étendre deux théories influentes en contrôle moteur : la théorie d'exploitation optimale de la gravité ambiante dans la planification du mouvement et la théorie du coût du temps. L'extension de ces deux théories pourrait avoir des implications intéressantes pour le développement futur des exosquelettes. D'abord, l'utilisation de champs gravitaires réduits est une méthode classique d'utilisation des exosquelettes en rééducation neuromotrice. Une meilleure compréhension de l'adaptation du mouvement humain à de tels champs pourrait donc, par exemple, permettre la conception de nouveaux protocoles de rééducation. Ensuite, l'extension de la théorie du coût du temps pourrait permettre de prédire la durée de mouvements arbitraires à partir d'une identification simple. Cela pourrait, notamment,permettre de mieux estimer les trajectoires autour desquelles le mouvement humain peut être assisté. Ces travaux de thèse ont d'abord permis de montrer que le mouvement humain s'adapte très rapidement et optimalement à des champs gravitaires arbitraires, y compris inversés (i.e., dirigés vers le haut). Ensuite, un compromis optimal entre effort et temps de mouvement, sous-tendu par un coût du temps, a pu être mis en évidence et quantifié. Cela a notamment permis de montrer que l'interaction avec un exosquelette qui serait plus lent que les mouvements planifiés par l'humain, peut conduire ce dernier à dépenser des quantités importantes d'énergie pour gagner du temps, ce qui conduirait nécessairement à une fatigue prématurée et une baisse de l'acceptabilité du système lors d'une utilisation prolongée.Ces travaux de thèse illustrent le cercle vertueux précédemment introduit montrent ses effets bénéfiques, tant pour le développement et l'évaluation des exosquelettes que pour l'extension de théories sur le contrôle moteur humain. Ils ouvrent également de nombreuses perspectives pour le développement de nouveaux exosquelettes actifs, pour leur utilisation à large échelle en recherche sur le contrôle moteur humain et pour des applications en rééducation neuromotrice et en prévention des troubles musculo-squelettiques au travail
Analyse du contrôle moteur humain pour différents niveaux d'assistance induits par un exosquelette actif du membre supérieur
No full textActive exoskeletons are promising devices with a wide range of potential applications, mainly in the prevention and treatment of motor deficiencies. This potential is currently under-exploited. The main causes of this under-exploitation are, firstly, the limitations of exoskeletons, both in terms of mechanical design and control mode design, and secondly, the limitations of knowledge regarding human movement adaptation during the interaction with an exoskeleton.This thesis work is based on the hypothesis that a joint development of exoskeletons and knowledge regarding human motor control could improve the quality of interaction. We will show that, the evaluation of exoskeletons using metrics inspired by motor control and the analysis of the adaptation of human movement in response to efforts applied by the exoskeleton constitute a virtuous circle.In the course of this work, a transparent mode (i.e., the exoskeleton follows the human movement while disturbing it as little as possible) and an antigravity mode (i.e., the exoskeleton compensates for the weight of the human limb) were developed and evaluated on an upper limb exoskeleton. These developments first allowed to improve the transparency of the exoskeleton, by improving the control law and the human-exoskeletoninterfaces. Then, the consideration of joint misalignments between the human and the exoskeleton allowed the design of an efficient and individualised antigravity mode.These developments were then used to test and extend two influential theories in motor control : the theory of optimal exploitation of ambient gravity in motion planning and the theory of the cost of time. The extension of these two theories could have interestingimplications for the future development of exoskeletons. Firstly, the use of reduced gravity fields is a conventional method of using exoskeletons in neuromotor rehabilitation. A better understanding of the adaptation of human movement to such fields could,therefore, allow the design of new rehabilitation protocols. Secondly, the extension of the cost of time theory could make it possible to predict the duration of arbitrary movements from a simple identification procedure. This could, in particular, allow a better estimation of the trajectories around which human movement can be assisted. This thesis work first showed that human movement adapts very quickly and optimally to arbitrary gravity fields, including inverted ones (i.e., upwards). Then, an optimal trade-off between effort and movement time, subtended by a cost of time, was highlighted and quantified. In particular, it was possible to show that interaction with an exoskeleton slower than the human's planned movements can lead the latter to spend significant amounts of energy to save time, which would necessarily lead to premature fatigue and reduced acceptability of the device during extended utilisation.This thesis work has established the previously introduced virtuous circle and shown its beneficial effects, both for the development and evaluation of exoskeletons, and for the extension of theories regarding human motor control. They also pave the path for thedevelopment of new active exoskeletons, for their widespread use in human motor control research, and for applications in neuromotor rehabilitation and prevention of musculoskeletal disorders at work.Les exosquelettes actifs sont des systèmes prometteurs, dont les nombreuses applications potentielles visent essentiellement à prévenir et traiter les déficiences motrices. Ce potentiel est, actuellement, sous-exploité. Les principales raisons de cette sous exploitation sont, d'abord, les limites des exosquelettes, tant en termes de conception mécanique que de conception de modes de contrôle, ensuite, les limites des connaissances quant à l'adaptation du mouvement humain lors de l'interaction avec un exosquelette.Ces travaux de thèse se basent sur l'hypothèse selon laquelle un développement conjoint des exosquelettes et des connaissances en contrôle moteur humain pourrait permettre d'améliorer la qualité de l'interaction. Nous montrerons notamment que, l'évaluation des exosquelettes par des métriques inspirées du contrôle moteur et la caractérisation de l'adaptation du mouvement humain, en réponse à des efforts appliqués par l'exosquelette, constituent un cercle vertueux.Au cours de ces travaux, un mode transparent (i.e., l'exosquelette suit le mouvement humain en le perturbant le moins possible) et un mode antigravitaire (i.e., l'exosquelette compense le poids du membre humain) ont été développés et évalués sur un exosquelette de membre supérieur. Ces développements ont d'abord permis d'améliorer la transparence de l'exosquelette, par la conception d'une loi de contrôle puis d'interfaces humain-exosquelette. Ensuite, la prise en compte des défauts d'alignement articulaires entre l'humain et l'exosquelette a permis la conception d'un mode antigravitaire efficace et individualisé.Ces développements ont ensuite été utilisés pour tester et étendre deux théories influentes en contrôle moteur : la théorie d'exploitation optimale de la gravité ambiante dans la planification du mouvement et la théorie du coût du temps. L'extension de ces deux théories pourrait avoir des implications intéressantes pour le développement futur des exosquelettes. D'abord, l'utilisation de champs gravitaires réduits est une méthode classique d'utilisation des exosquelettes en rééducation neuromotrice. Une meilleure compréhension de l'adaptation du mouvement humain à de tels champs pourrait donc, par exemple, permettre la conception de nouveaux protocoles de rééducation. Ensuite, l'extension de la théorie du coût du temps pourrait permettre de prédire la durée de mouvements arbitraires à partir d'une identification simple. Cela pourrait, notamment,permettre de mieux estimer les trajectoires autour desquelles le mouvement humain peut être assisté. Ces travaux de thèse ont d'abord permis de montrer que le mouvement humain s'adapte très rapidement et optimalement à des champs gravitaires arbitraires, y compris inversés (i.e., dirigés vers le haut). Ensuite, un compromis optimal entre effort et temps de mouvement, sous-tendu par un coût du temps, a pu être mis en évidence et quantifié. Cela a notamment permis de montrer que l'interaction avec un exosquelette qui serait plus lent que les mouvements planifiés par l'humain, peut conduire ce dernier à dépenser des quantités importantes d'énergie pour gagner du temps, ce qui conduirait nécessairement à une fatigue prématurée et une baisse de l'acceptabilité du système lors d'une utilisation prolongée.Ces travaux de thèse illustrent le cercle vertueux précédemment introduit montrent ses effets bénéfiques, tant pour le développement et l'évaluation des exosquelettes que pour l'extension de théories sur le contrôle moteur humain. Ils ouvrent également de nombreuses perspectives pour le développement de nouveaux exosquelettes actifs, pour leur utilisation à large échelle en recherche sur le contrôle moteur humain et pour des applications en rééducation neuromotrice et en prévention des troubles musculo-squelettiques au travail
Analysis of human motor control through different levels of assistance provided by an active upper limb exoskeleton
No full textLes exosquelettes actifs sont des systèmes prometteurs, dont les nombreuses applications potentielles visent essentiellement à prévenir et traiter les déficiences motrices. Ce potentiel est, actuellement, sous-exploité. Les principales raisons de cette sous exploitation sont, d'abord, les limites des exosquelettes, tant en termes de conception mécanique que de conception de modes de contrôle, ensuite, les limites des connaissances quant à l'adaptation du mouvement humain lors de l'interaction avec un exosquelette.Ces travaux de thèse se basent sur l'hypothèse selon laquelle un développement conjoint des exosquelettes et des connaissances en contrôle moteur humain pourrait permettre d'améliorer la qualité de l'interaction. Nous montrerons notamment que, l'évaluation des exosquelettes par des métriques inspirées du contrôle moteur et la caractérisation de l'adaptation du mouvement humain, en réponse à des efforts appliqués par l'exosquelette, constituent un cercle vertueux.Au cours de ces travaux, un mode transparent (i.e., l'exosquelette suit le mouvement humain en le perturbant le moins possible) et un mode antigravitaire (i.e., l'exosquelette compense le poids du membre humain) ont été développés et évalués sur un exosquelette de membre supérieur. Ces développements ont d'abord permis d'améliorer la transparence de l'exosquelette, par la conception d'une loi de contrôle puis d'interfaces humain-exosquelette. Ensuite, la prise en compte des défauts d'alignement articulaires entre l'humain et l'exosquelette a permis la conception d'un mode antigravitaire efficace et individualisé.Ces développements ont ensuite été utilisés pour tester et étendre deux théories influentes en contrôle moteur : la théorie d'exploitation optimale de la gravité ambiante dans la planification du mouvement et la théorie du coût du temps. L'extension de ces deux théories pourrait avoir des implications intéressantes pour le développement futur des exosquelettes. D'abord, l'utilisation de champs gravitaires réduits est une méthode classique d'utilisation des exosquelettes en rééducation neuromotrice. Une meilleure compréhension de l'adaptation du mouvement humain à de tels champs pourrait donc, par exemple, permettre la conception de nouveaux protocoles de rééducation. Ensuite, l'extension de la théorie du coût du temps pourrait permettre de prédire la durée de mouvements arbitraires à partir d'une identification simple. Cela pourrait, notamment,permettre de mieux estimer les trajectoires autour desquelles le mouvement humain peut être assisté. Ces travaux de thèse ont d'abord permis de montrer que le mouvement humain s'adapte très rapidement et optimalement à des champs gravitaires arbitraires, y compris inversés (i.e., dirigés vers le haut). Ensuite, un compromis optimal entre effort et temps de mouvement, sous-tendu par un coût du temps, a pu être mis en évidence et quantifié. Cela a notamment permis de montrer que l'interaction avec un exosquelette qui serait plus lent que les mouvements planifiés par l'humain, peut conduire ce dernier à dépenser des quantités importantes d'énergie pour gagner du temps, ce qui conduirait nécessairement à une fatigue prématurée et une baisse de l'acceptabilité du système lors d'une utilisation prolongée.Ces travaux de thèse illustrent le cercle vertueux précédemment introduit montrent ses effets bénéfiques, tant pour le développement et l'évaluation des exosquelettes que pour l'extension de théories sur le contrôle moteur humain. Ils ouvrent également de nombreuses perspectives pour le développement de nouveaux exosquelettes actifs, pour leur utilisation à large échelle en recherche sur le contrôle moteur humain et pour des applications en rééducation neuromotrice et en prévention des troubles musculo-squelettiques au travail.Active exoskeletons are promising devices with a wide range of potential applications, mainly in the prevention and treatment of motor deficiencies. This potential is currently under-exploited. The main causes of this under-exploitation are, firstly, the limitations of exoskeletons, both in terms of mechanical design and control mode design, and secondly, the limitations of knowledge regarding human movement adaptation during the interaction with an exoskeleton.This thesis work is based on the hypothesis that a joint development of exoskeletons and knowledge regarding human motor control could improve the quality of interaction. We will show that, the evaluation of exoskeletons using metrics inspired by motor control and the analysis of the adaptation of human movement in response to efforts applied by the exoskeleton constitute a virtuous circle.In the course of this work, a transparent mode (i.e., the exoskeleton follows the human movement while disturbing it as little as possible) and an antigravity mode (i.e., the exoskeleton compensates for the weight of the human limb) were developed and evaluated on an upper limb exoskeleton. These developments first allowed to improve the transparency of the exoskeleton, by improving the control law and the human-exoskeletoninterfaces. Then, the consideration of joint misalignments between the human and the exoskeleton allowed the design of an efficient and individualised antigravity mode.These developments were then used to test and extend two influential theories in motor control : the theory of optimal exploitation of ambient gravity in motion planning and the theory of the cost of time. The extension of these two theories could have interestingimplications for the future development of exoskeletons. Firstly, the use of reduced gravity fields is a conventional method of using exoskeletons in neuromotor rehabilitation. A better understanding of the adaptation of human movement to such fields could,therefore, allow the design of new rehabilitation protocols. Secondly, the extension of the cost of time theory could make it possible to predict the duration of arbitrary movements from a simple identification procedure. This could, in particular, allow a better estimation of the trajectories around which human movement can be assisted. This thesis work first showed that human movement adapts very quickly and optimally to arbitrary gravity fields, including inverted ones (i.e., upwards). Then, an optimal trade-off between effort and movement time, subtended by a cost of time, was highlighted and quantified. In particular, it was possible to show that interaction with an exoskeleton slower than the human's planned movements can lead the latter to spend significant amounts of energy to save time, which would necessarily lead to premature fatigue and reduced acceptability of the device during extended utilisation.This thesis work has established the previously introduced virtuous circle and shown its beneficial effects, both for the development and evaluation of exoskeletons, and for the extension of theories regarding human motor control. They also pave the path for thedevelopment of new active exoskeletons, for their widespread use in human motor control research, and for applications in neuromotor rehabilitation and prevention of musculoskeletal disorders at work
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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