La théorie cinématique des mouvements humains rapides : développements récents
Résumé
Lorsqu'employée en reconnaissance des formes, la modélisation des mouvements humains vise, entre autres, à procurer certaines assises théoriques au traitement en ligne de l'écriture manuscrite et à fournir des connaissances fondamentales pouvant servir de balises dans la conception de systèmes automatiques. À ce jour, plusieurs approches ont été proposées pour modéliser la production des mouvements en général et de l'écriture en particulier: des modèles à base de réseaux de neurones, des modèles dynamiques, des modèles psychophysiques, des modèles cinématiques, des modèles reposant sur des principes de minimisation. Parmi les modèles dits analytiques, la Théorie Cinématique et son modèle delta lognormal se sont avérés des plus prometteurs. Mais, bien qu'il ait été démontré que ce paradigme permettait de prendre en compte la majorité des phénomènes couramment observés en motricité fine, plusieurs problèmes théoriques et techniques ont retardé son intégration directe ou indirecte dans la conception de systèmes. Dans cet exposé, nous ferons le point sur ces différentes difficultés et nous dévoilerons les résultats de récents travaux que notre équipe a réalisés pour les surmonter. Dans un premier temps, dans une perspective de généralisation, nous présenterons toute la famille des modèles de types log normaux. Ensuite, du point de vue pratique, nous décrirons deux nouveaux algorithmes d'extraction de paramètres. Nous montrerons également comment la nouvelle représentation qui en résulte peut être employée pour caractériser des signatures, des scripteurs et pour étudier l'effet de différents facteurs, par exemple le vieillissement, sur le contrôle neuromoteur. Nous proposerons également une méthodologie pour générer automatiquement des banques de données manuscrites dépendantes ou indépendantes du scripteur. Du point de vue théorique, nous montrerons comment, à l'aide de nouvelles expériences psychophysiques, nous avons pu valider les hypothèses de base de la Théorie Cinématique de même que ses prédictions les plus distinctives. Nous terminerons en expliquant comment l'écriture manuscrite peut être employée pour améliorer le traitement des signaux électro myographiques et électro encéphalographiques, ouvrant ainsi la porte à de nouvelles applications en génie biomédical et en neurosciences.