Terrestrial locomotionTerrestrial locomotion has evolved as animals adapted from aquatic to terrestrial environments. Locomotion on land raises different problems than that in water, with reduced friction being replaced by the increased effects of gravity. As viewed from evolutionary taxonomy, there are three basic forms of animal locomotion in the terrestrial environment: legged – moving by using appendages limbless locomotion – moving without legs, primarily using the body itself as a propulsive structure.
LocomotionEn physiologie, la locomotion est la faculté, pour un organisme vivant, de se mouvoir pour se déplacer. Des contraintes sont exercées sur ces organismes suivant le milieu, terrestre, aérien ou aquatique, dans lesquels ils se meuvent. La fonction locomotrice se traduit par un ensemble de mouvements qui entraînent le déplacement de l'être vivant : la progression quadrupède, bipède et apode, dont la reptation, en milieu terrestre, diverses formes de nage et de propulsion en milieu aquatique (système de propulsion par réaction des calmars) et les vols planés ou battus en milieu aérien.
Undulatory locomotionUndulatory locomotion is the type of motion characterized by wave-like movement patterns that act to propel an animal forward. Examples of this type of gait include crawling in snakes, or swimming in the lamprey. Although this is typically the type of gait utilized by limbless animals, some creatures with limbs, such as the salamander, forgo use of their legs in certain environments and exhibit undulatory locomotion. In robotics this movement strategy is studied in order to create novel robotic devices capable of traversing a variety of environments.
Fish locomotionFish locomotion is the various types of animal locomotion used by fish, principally by swimming. This is achieved in different groups of fish by a variety of mechanisms of propulsion, most often by wave-like lateral flexions of the fish's body and tail in the water, and in various specialised fish by motions of the fins.
Aquatic locomotionAquatic locomotion or swimming is biologically propelled motion through a liquid medium. The simplest propulsive systems are composed of cilia and flagella. Swimming has evolved a number of times in a range of organisms including arthropods, fish, molluscs, amphibians, reptiles, birds, and mammals. Swimming evolved a number of times in unrelated lineages. Supposed jellyfish fossils occur in the Ediacaran, but the first free-swimming animals appear in the Early to Middle Cambrian.
Locomotion robotiqueLa locomotion robotique est le nom collectif des différentes méthodes que les robots utilisent pour se déplacer d'un endroit à l'autre. Les robots à roues sont généralement assez efficaces sur le plan énergétique et simples à contrôler. Toutefois, d'autres formes de locomotion peuvent être plus appropriées pour un certain nombre de raisons, par exemple pour traverser un terrain accidenté, ainsi que pour se déplacer et interagir dans des environnements humains.
Gait analysisGait analysis is the systematic study of animal locomotion, more specifically the study of human motion, using the eye and the brain of observers, augmented by instrumentation for measuring body movements, body mechanics, and the activity of the muscles. Gait analysis is used to assess and treat individuals with conditions affecting their ability to walk. It is also commonly used in sports biomechanics to help athletes run more efficiently and to identify posture-related or movement-related problems in people with injuries.
DémarcheLa démarche est le motif du mouvement des membres des animaux pendant leur déplacement. La plupart des animaux utilisent différents types de démarches en fonction de la vitesse, du terrain, des besoins de manœuvrer et de l'efficacité énergétique. Les diagrammes de démarche de Milton Hildebrand sont généralement utilisés par les physiologistes dans l'étude de la locomotion. Il existe différents dispositifs permettant d'étudier les démarches. Parmi les plus anciens on peut citer le fusil photographique d'Étienne-Jules Marey en 1872, puis par Eadweard Muybridge en 1878.
FouléeLa foulée désigne l'enjambée lors de la course à pied. La première phase est un appui au sol de l'un des pieds Elle débute par la réception, généralement sur le talon, en avant du centre de gravité du coureur ; la réception amortit le choc entre le pied et le sol, l'amorti est en partie produit par la flexion du genou à laquelle s'oppose le quadriceps en contraction excentrique.
Optimisation par essaims particulairesL'optimisation par essaims particulaires (OEP ou PSO en anglais) est une métaheuristique d'optimisation, inventée par Russel Eberhart (ingénieur en électricité) et James Kennedy (socio-psychologue) en 1995. Cet algorithme s'inspire à l'origine du monde du vivant. Il s'appuie notamment sur un modèle développé par Craig Reynolds à la fin des années 1980, permettant de simuler le déplacement d'un groupe d'oiseaux. Une autre source d'inspiration, revendiquée par les auteurs, James Kennedy et Russel Eberhart, est la socio-psychologie.
Intelligence distribuéeL'intelligence distribuée, appelée aussi intelligence en essaim, désigne l'apparition de phénomènes cohérents à l'échelle d'une population dont les individus agissent selon des règles simples. L'interaction ou la synergie entre actions individuelles simples peut de façons variées permettre l'émergence de formes, organisations, ou comportements collectifs, complexes ou cohérents, tandis que les individus eux se comportent à leur échelle indépendamment de toute règle globale.
Global optimizationGlobal optimization is a branch of applied mathematics and numerical analysis that attempts to find the global minima or maxima of a function or a set of functions on a given set. It is usually described as a minimization problem because the maximization of the real-valued function is equivalent to the minimization of the function . Given a possibly nonlinear and non-convex continuous function with the global minima and the set of all global minimizers in , the standard minimization problem can be given as that is, finding and a global minimizer in ; where is a (not necessarily convex) compact set defined by inequalities .
Self-reconfiguring modular robotModular self-reconfiguring robotic systems or self-reconfigurable modular robots are autonomous kinematic machines with variable morphology. Beyond conventional actuation, sensing and control typically found in fixed-morphology robots, self-reconfiguring robots are also able to deliberately change their own shape by rearranging the connectivity of their parts, in order to adapt to new circumstances, perform new tasks, or recover from damage.
Marche à piedLa marche est un mode de locomotion naturel chez l'homme. Elle consiste en un déplacement en appui alternatif sur les pieds, en position debout et en ayant toujours au moins un point d'appui en contact avec le sol, sinon il s'agit de course. C'est un des principaux modes de déplacement, qui fait partie des modes dits « fatigants », « doux » ou « actifs », comme des moyens de transport tels que la bicyclette, la trottinette ou le patinage à roulettes, par opposition aux modes de transport motorisés parfois dits « passifs ».
Optimisation multiobjectifL'optimisation multiobjectif (appelée aussi Programmation multi-objective ou optimisation multi-critère) est une branche de l'optimisation mathématique traitant spécifiquement des problèmes d'optimisation ayant plusieurs fonctions objectifs. Elle se distingue de l'optimisation multidisciplinaire par le fait que les objectifs à optimiser portent ici sur un seul problème. Les problèmes multiobjectifs ont un intérêt grandissant dans l'industrie où les responsables sont contraints de tenter d'optimiser des objectifs contradictoires.
Algorithme de colonies de fourmisLes algorithmes de colonies de fourmis (, ou ACO) sont des algorithmes inspirés du comportement des fourmis, ou d'autres espèces formant un superorganisme, et qui constituent une famille de métaheuristiques d’optimisation. Initialement proposé par Marco Dorigo dans les années 1990, pour la recherche de chemins optimaux dans un graphe, le premier algorithme s’inspire du comportement des fourmis recherchant un chemin entre leur colonie et une source de nourriture.
Swarm behaviourSwarm behaviour, or swarming, is a collective behaviour exhibited by entities, particularly animals, of similar size which aggregate together, perhaps milling about the same spot or perhaps moving en masse or migrating in some direction. It is a highly interdisciplinary topic. As a term, swarming is applied particularly to insects, but can also be applied to any other entity or animal that exhibits swarm behaviour.
Legged robotLegged robots are a type of mobile robot which use articulated limbs, such as leg mechanisms, to provide locomotion. They are more versatile than wheeled robots and can traverse many different terrains, though these advantages require increased complexity and power consumption. Legged robots often imitate legged animals, such as humans or insects, in an example of biomimicry. Legged robots, or walking machines, are designed for locomotion on rough terrain and require control of leg actuators to maintain balance, sensors to determine foot placement and planning algorithms to determine the direction and speed of movement.
BiomécaniqueLa biomécanique est l'exploration des propriétés mécaniques des organismes vivants ainsi que l'analyse des principes de l'ingénierie faisant fonctionner les systèmes biologiques. Elle traite des relations existantes entre les structures et les fonctions à tous les niveaux d’organisation du vivant à partir des molécules, comme le collagène ou l’élastine, aux tissus et organes. La biomécanique caractérise les réponses spatio-temporelles des matériaux biologiques, qu'ils soient solides, fluides ou viscoélastiques, à un système imposé de forces et de contraintes internes et externes.
Bio-inspired roboticsBio-inspired robotic locomotion is a fairly new subcategory of bio-inspired design. It is about learning concepts from nature and applying them to the design of real-world engineered systems. More specifically, this field is about making robots that are inspired by biological systems, including Biomimicry. Biomimicry is copying from nature while bio-inspired design is learning from nature and making a mechanism that is simpler and more effective than the system observed in nature.
