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.
Fuseau neuromusculaireLe fuseau neuromusculaire est un mécanorécepteur constitué de fibres musculaires modifiées. Disposé parallèlement aux fibres du muscle, il est sensible à l'allongement de celui-ci, et traduit un stimulus mécanique en un message nerveux. Ces fuseaux sont des récepteurs sensoriels. Ils jouent donc un rôle important dans la proprioception statique, ainsi que dans la kinesthésie. Ils sont également impliqués dans le réflexe myotatique : leur rôle est alors d'augmenter le niveau de contraction du muscle en réponse à son propre étirement.
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.
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.
MuscleLe muscle est un organe composé de tissu mou retrouvé chez les animaux. Il est composé de tissus musculaires et de tissus conjonctifs (+ vaisseaux sanguins + nerfs). Les cellules musculaires (composant le tissu musculaire) contiennent des filaments protéiques d'actine et de myosine qui glissent les uns sur les autres, produisant une contraction qui modifie à la fois la longueur et la forme de la cellule. Les muscles fonctionnent pour produire de la force et du mouvement.
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.
Robot hexapodeUn robot hexapode est un robot marcheur dont la locomotion est fondée sur trois paires de pattes. L'étude de la marche des insectes est d'un intérêt particulier pour présenter une alternative à l'usage de roues. Le terme se réfère donc aux robots d'inspiration biologique imitant dans le cas présent les animaux hexapodes tels les insectes. Les robots hexapodes sont considérés plus stables que les robots bipèdes du fait que dans la plupart des cas, les hexapodes sont statiquement stables.
Contraction musculaireLa contraction musculaire résulte de la contraction coordonnée de chacune des cellules du muscle. Il existe quatre phases au cours de la contraction d'une cellule musculaire « type » : l'excitation ou la stimulation qui correspond à l'arrivée du message nerveux sur la fibre musculaire ; le couplage excitation-contraction qui regroupe l'ensemble des processus permettant de transformer le signal nerveux reçu par la cellule en un signal intracellulaire vers les fibres contractiles ; la contraction proprement dite ; la relaxation qui est le retour de la cellule musculaire à l'état de repos physiologique.
Rotating locomotion in living systemsSeveral organisms are capable of rolling locomotion. However, true wheels and propellers—despite their utility in human vehicles—do not seem to play a significant role in the movement of living things (with the exception of certain flagella, which work like corkscrews). Biologists have offered several explanations for the apparent absence of biological wheels, and wheeled creatures have appeared often in speculative fiction.
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.
Mobile robotA mobile robot is an automatic machine that is capable of locomotion. Mobile robotics is usually considered to be a subfield of robotics and information engineering. Mobile robots have the capability to move around in their environment and are not fixed to one physical location. Mobile robots can be "autonomous" (AMR - autonomous mobile robot) which means they are capable of navigating an uncontrolled environment without the need for physical or electro-mechanical guidance devices.
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.
Muscle lissevignette|Tissu musculaire lisse sous microscope Le muscle lisse est un type de muscle dont, à l'inverse du muscle strié, les protéines contractiles ne sont pas organisées sous forme de sarcomères, ce qui lui ôte l'aspect strié lors de l'observation sous microscope. Le muscle lisse se contracte lentement et avec moins de force que le muscle strié. Il est sous le contrôle du système nerveux autonome et du système endocrinien et fonctionne donc de manière indépendante de la volonté.
MyocyteLes myocytes, ou fibres musculaires, sont des cellules capables de contraction (syncytium, fusion de plusieurs cellules). On distingue principalement les des myocytes lisses. Les propriétés contractiles des cellules musculaires tiennent de la présence d'éléments du cytosquelette capables de se contracter à la suite d'une augmentation de la concentration en calcium intracellulaire. Ces éléments contractiles élémentaires sont constitués de microfilaments d'actine couplés à des myofilaments de myosine.
Réseau locomoteur spinalLe réseau locomoteur spinal, ou central pattern generator (CPG) en anglais, est un réseau de neurones localisé dans la moelle spinale responsable de la locomotion. La particularité de ce réseau est qu’il peut fonctionner de manière autonome, indépendamment des commandes descendantes et des retours sensoriels . Après avoir été activé par le cortex moteur ou d'autres régions supraspinales telles que la région mésencéphalique locomotrice (MLR en anglais), ce réseau peut générer à lui seul l’activité locomotrice.
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.
Muscle squelettiqueLes muscles squelettiques sont les muscles sous contrôle volontaire du système nerveux central. Le corps humain comprend environ 570 muscles présents chez tous les individus sains. Leur corps contient des vaisseaux sanguins, des nerfs, des organes sensoriels, du tissu conjonctif commun, et des cellules musculaires. En microscopie photonique (ou optique), ils présentent une double striation longitudinale et transversale. La science du muscle est la myologie. Les myoblastes sont les cellules précurseurs des muscles.
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.
Robotique industriellevignette|droite|Un robot industriel Kawasaki FS-03N, robot de soudage La robotique industrielle est officiellement définie par l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO) comme étant un système commandé automatiquement, multi-applicatif, reprogrammable, polyvalent, manipulateur et programmable sur trois axes ou plus. Les applications typiques incluent les robots de soudage, de peinture et d'assemblage. L'avantage de la robotique industrielle est sa rapidité d'exécution et sa précision ainsi que la répétition de cette précision dans le temps.
