Missions :
Avec l'aide de Pierre Puchaud (Chargé de Recherche) et David Daney (Directeur de Recher, HDR), la personne recrutée mènera les développements théoriques et algorithmiques, implémentera et validera ses modèles sur des données expérimentales de la littérature :
- valorisation par publications dans des revues
- communications dans les conférences majeures de robotique et/ou biomécanique,
- contribution aux logiciels libres de l'équipe avec standards de revue de code.
Contribution : Modèles explicites et rapides de la chaîne cinématique fermée de l'épaule.
Il s'agit de modéliser le glissement de la scapula sur le thorax sans sacrifier la vitesse de calcul. La littérature propose un éventail de modèles en boucle fermée, allant du contact scapulo-thoracique unique aux formulations à deux ou quatre points de contact, jusqu'aux mécanismes parallèles à plateforme mobile[1,2,3,4,5]. L'approche retenue repose donc sur l'utilisation des outils de résolution d'équations algébriques [6, 7], pour transformer ces contraintes implicites en solutions explicites, calculées sans itération numérique et ainsi améliorer la vitesse de calcul. Les modèles seront benchmarkés en précision et en temps de calcul par rapport aux standards actuels, sur des bases de données de mouvements expérimentaux sans artefact de tissus mous [8].
[1] Seth, A., Matias, R., Veloso, A. P., & Delp, S. L. (2016). A biomechanical model of the scapulothoracic joint to accurately capture scapular kinematics during shoulder movements. PLOS ONE, 11(1), e0141028.
[2] Naaim, A., et al. (2017). Effect of various upper limb multibody models on soft tissue artefact correction: A case study. Journal of Biomechanics.
[3] Soodmand, I., et al. (2025). Multibody kinematics optimization for motion reconstruction of the human upper extremity using a potential field method. Scientific Reports. [5] Lee, S., et al. (2023). Anatomically detailed simulation of the human torso. ACM Transactions on Graphics, 42(4).
[4] Lenarčič, J., & Stanišić, M. (2003). A humanoid shoulder complex and the humeral pointing kinematics. _IEEE Transactions on Robotics and Automation, 19(3).
[5] De Sapio, V., Warren, J., & Khatib, O. (2006). The control of kinematically constrained shoulder complexes: physiological and humanoid examples. IEEE ICRA.
[6] Uchida, T. K., et al. (2012). Using Gröbner bases to generate efficient kinematic solutions for the dynamic simulation of multi-loop mechanisms. Mechanism and Machine Theory.
[7] Kumar, S., et al. (2020). An analytical and modular software workbench for solving kinematics and dynamics of series-parallel hybrid robots. Journal of Mechanisms and Robotics.
[8] Moissenet, F., Puchaud, P., Naaim, A., Holzer, N., & Begon, M. (2025). Spartacus: A review and aggregation of reference datasets reporting the normal shoulder girdle kinematics during uniplanar humerus motions. Journal of Biomechanics, 189, 112642.
[9] Carpentier, J., Saurel, G., Buondonno, G., Mirabel, J., Lamiraux, F., Stasse, O., & Mansard, N. (2019, January). The Pinocchio C++ library: A fast and flexible implementation of rigid body dynamics algorithms and their analytical derivatives. In 2019 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII) (pp. 614-619). IEEE.
[10] Michaud, B. (2021). biorbd: A c++, python and matlab library to analyze and simulate the human body biomechanics. J. Open Source Softw.
[11] Seth, A., Hicks, J. L., Uchida, T. K., Habib, A., Dembia, C. L., Dunne, J. J., ... & Delp, S. L. (2018). OpenSim: Simulating musculoskeletal dynamics and neuromuscular control to study human and animal movement. PLoS computational biology, 14(7), e1006223.
