Analysis of postural stability of the human body during the execution of standing industrial hand tasks

Résumé

Introduction: Le positionnement des pieds a un impact significatif sur le contrôle de la stabilité du corps humain lors de la réalisation d'une tâche industrielle. Dans les modèles de simulation de la posture humaine actuels (DHM: Digital Human Model), l'utilisation de stratégies de pas pour générer des postures stables repose sur des modèles simplistes, qui localisent généralement le centre de masse (COM) du DHM à mi distance entre le contact des pieds ou limitent seulement la projection d'un point nommé ZMP (Zero Moment Point) dans le polygone de sustentation nommé couramment BOS (Base of Support). Les données expérimentales assurant la coordination des mouvements humains pendant des tâches industrielles, qui peuvent être utilisées pour simuler et valider ces modèles DHM, sont rares. Objectif: L'objectif de cette étude est de développer un banc d'essai expérimental représentant des conditions industrielles et de réaliser des expériences pour fournir à ces modèles DHM des paramètres de stabilité posturale. Méthodologie: Un sujet pilote a effectué quatre conditions de travail debout à une main, c'est-à-dire: atteindre une cible, pousser et tirer une poignée, ainsi qu'utiliser un tournevis. Chaque condition fut réalisée dans deux positions différentes de cibles. Un obstacle transversal a été utilisé pour une des positions afin d'imposer des contraintes spatiales. La cinématique 3D de cinquante marqueurs réfléchissants, apposés sur des repères anatomiques, avec trois marqueurs auxiliaires sur le tournevis a été acquise à 200 Hz avec un système de capture de mouvement (VICON). Les forces et moments de réaction au sol sous chaque pied et à la cible ont été mesurés simultanément par trois plateformes de force (AMTI) à 1000 Hz. Les paramètres de stabilité posturale évalués pour cette étude étaient la longueur de support, qui est une variation de la longueur de pas, et la position du ZMP par rapport au BOS. Résultats: Les expériences ont montré que les exigences de la tâche varient le placement et l'orientation des pieds lorsqu'un obstacle est présent ou non, ce qui était conséquent pour tous les essais avec l'obstacle transversal, où la jambe controlatérale se déplaçait vers l'arrière. La moyenne de la longueur de support semblait plus petite pour les essais avec l'obstacle transversalement, ce qui indique que l'atteinte de la cible aurait pu être préférée à la stabilité. Conclusion: La taille de l'échantillon est limitée ce qui restreint les conclusions. Les travaux futurs prévoient réaliser le protocole expérimental complet sur un échantillon de sujet plus grand afin de développer un modèle de régression plus précis permettant de prédire la longueur de support selon le ZMP et son orientation selon la cible et les exigences à la main.

Date	7 oct. 2020
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Rachid Aissaoui (Directeur(-trice)) & Nicola Hagemeister (Codirecteur(-trice))