Institut des Sciences du Mouvement (ISM)

Pôle / Axe #1 : BioMécanique/bioIngénierie (BMI) Axe 1 "Mécanobiologie"

Equipe de recherche :

L’axe « mécanobiologie » a pour objectif de comprendre la dynamique et la plasticité des structures tissulaires qui constituent le système musculosquelettique et ostéoarticulaire ​en fonction des contextes mécanique et biologique. Au sein de cet axe sont menées des recherches in vivo, in vitro et in silico croisées. L’enjeu est d’identifier des stratégies de stimulation des processus de régénération et de réparation des tissus afin de restaurer le mouvement.

Les travaux de l’équipe sont orientés autour de la réalisation de trois projets :

1. Guider la dynamique de régénération osseuse
2. Comprendre la dynamique des « tissus à l’interface » pour inverser leur dégradation et le remodelage
3. Améliorer le diagnostic & le suivi de la dynamique tissulaire par imagerie

2) Axe « biomécanique intégrative » 

L’axe « biomécanique intégrative » a pour objectif d’étudier la dynamique des adaptations individuelles des systèmes musculosquelettique et ostéoarticulaire dans la production du mouvement afin d’optimiser les contextes d’intervention ergonomiques, sportifs et cliniques.

Les travaux de l’équipe sont orientés autour de la réalisation de trois projets :

1. Adaptations biomécaniques face aux contraintes
2. Etude individualisée du mouvement pour la prévention
3. Aide à la chirurgie par simulation des contraintes mécaniques internes (main, pied, ostéotomie tibiale, reconstruction ménisque, prothèse genou…)

Expertises :

L’équipe BioMécanique/bioIngénierie (BMI) développe des projets scientifiques interdisciplinaires sur les tissus des systèmes ostéoarticulaires et musculosquelettiques et leurs interactions avec le mouvement. L’objectif et l’originalité de l’équipe BMI est d’étudier le système sain, pathologique ou réparé par une approche intégrée multidisciplinaire, multi-échelles et multi-physique marquée par des liens forts entre biomécaniciens, biologistes, spécialistes des biomatériaux et cliniciens.

Mots clés : Mécanique du et pour le vivant, Biomécanique du mouvement, Modélisation et simulation numériques, Mécanobiologie, Ingénierie tissulaire, Mécanique pour la bio-ingénierie

Ressources :

Batterie d’outils de mesures : questionnaires, mesures physiologiques, expérientielles et comportementales;
Utilisation d’outils (réalité virtuelle) permettant de manipuler le contexte social dans un cadre expérimental.

Accès aux 5 plateformes du laboratoire :

• Mécabio
• Technovalo
• CRVM
• Technosport
• Arène de vol

Pôle / Axe #2 : Dynamiques Comportementales & Cognition (DynamiCC)

Equipe de recherche :

1) Axe « Processus sensorimoteurs, perceptifs et psychologiques »

Les travaux de l’axe 1 ciblent la compréhension des multiples processus qui déterminent la performance. L’idée fondamentale de l’axe est d’exploiter les connaissances disciplinaires et interdisciplinaires afin de modéliser la dynamique des interactions de l’ensemble des processus moteurs et cognitifs.

2) Axe « Contexte, adaptation et intervention »

Les travaux de l’axe 2 étudient l’adaptation du comportement en fonction du contexte dans lequel il se réalise et en fonction de la mise en œuvre d’une intervention. L’idée fondamentale de l’axe est de développer une approche translationnelle avec des recherches ayant des applications directes dans les domaines de la santé, du sport, du transport et de l’éducation.

Expertises :

L’ambition première de l’équipe Dynamiques Comportementales & Cognition (DynamiCC) est la compréhension du mouvement dans ses déterminants comportementaux et ses adaptations. L’équipe vise ainsi à modéliser les processus sensorimoteurs, perceptifs, cognitifs et psychologiques sous-jacents, ainsi que leurs interactions

L’équipe DynamiCC considère le système en mouvement en tant que système biologique, nécessitant un croisement de regards disciplinaires différents basés sur des approches de psychologie expérimentale et sociale, de neurosciences comportementales et cognitives, et de neurophysiologie. Les projets réalisés portent ainsi sur l’animal aussi bien que chez humain, en considérant aussi bien l’individu que le groupe auquel il peut appartenir. L’équipe étudie ainsi l’influence sur la performance que peuvent avoir des facteurs telles que l’âge, l’expertise, l’environnement ou encore la déficience. Le regroupement de compétences au sein de l’équipe la positionne idéalement pour développer une approche interdisciplinaire centrée sur le mouvement.

Ressources :

Accès aux 5 plateformes du laboratoire :

• Mécabio
• Technovalo
• CRVM
• Technosport
• Arène de vol

Pôle / Axe #3 : Systèmes Bio Inspirés (SBI)

Equipe de recherche :

1. Axe « Biorobotique »

L’axe « Biorobotique » développe des projets scientifiques interdisciplinaires autour de la conception et de la réalisation de robots et de capteurs bio-inspirés. Le couplage entre la structure du robot et son système perceptif biomimétique permettent aux robots de faire émerger des stratégies de navigation plus résilientes aux perturbations et aléas liés aux environnements réels d’intérieurs et d’extérieurs dans lesquels ils évolueront.

Les travaux de recherche de l’axe « Biorobotique » sont orientés autour de trois problématiques scientifiques :

1. Navigation sans GPS et locomotion bio-inspirées
2. Perception pour la robotique et prosthétique patient-spécifique
3. Agilité et résilience

 

2. Axe « Mécanismes bio-inspirés »

L’axe « Mécanismes bio-inspirés » développe de nouveaux algorithmes de conception pour l’industrie du futur dans les domaines de la mécanique et de la biomécanique. En parallèle, les modèles biomimétiques développés permettent de tester les performances des solutions biologiques.

Les travaux de recherche de l’axe « Mécanismes bio-inspirés » sont orientés autour de trois thématiques de recherche :

1. Structure de pièces bio-inspirée des os longs,
2. Liaisons mécaniques bio-inspirées de la morphogenèse,
3. Actionneurs et dissipateurs bio-Inspirés.

Expertises :

équipe Systèmes Bio Inspirés (SBI) a pour objectif de proposer des ruptures scientifiques de la compréhension du vivant à l’innovation en ingénierie. Une approche biomimétique est utilisée pour étudier une grande palette de sujets : le vol battu des insectes, l’ostéogénèse, la morphogénèse des articulations, les articulations souples, les actionneurs biologiques ou encore les processus perceptifs et cognitifs chez les animaux. Les applications de ces recherches, outre la compréhension de la nature, permettent de proposer des solutions frugales, durables et résilientes à des problèmes actuels d’ingénierie : la conception de structures légères, de liaisons souples ou articulées, d’actionneurs multi-échelles, de nouveaux capteurs, de robots autonomes ; ou bien encore le traitement de troubles sensorimoteur par des prothèses robotisées.

Mots clés : Systèmes mécaniques et robotiques, Mécanismes, Dynamique et contrôle des systèmes, Neuroéthologie, Comportement animal, Perception, Sensorimotricité, Biomimétisme, Bioinspiration, Biomimétique, Biorobotique, bionique, Robotique bio-inspirée.

Ressources :

Accès aux 5 plateformes du laboratoire :

• Mécabio
• Technovalo
• CRVM
• Technosport
• Arène de vol