| Attributes | Values |
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| type
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| Thesis advisor
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| Praeses
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| Author
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| alternative label
| - Biomécanique de la perception tactile du frottement
- The Biomechanics of the Tactile Perception of Friction
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| dc:subject
| - Physiology
- Frottement
- Réflexe conditionné
- Robotics
- Biomécanique
- Thèses et écrits académiques
- User Interfaces and Human Computer Interaction
- User interfaces (Computer systems)
- Human-computer interaction
- Toucher
- Biomecanique
- Mécanorécepteurs
- Détection du glissement
- Force de préhension
- Modélisation de la peau
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| preferred label
| - On the biomechanics of the tactile perception of friction
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| Language
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| Subject
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| dc:title
| - On the biomechanics of the tactile perception of friction
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| Degree granting institution
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| Opponent
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| note
| - Humans rely on their sense of touch to perceive subtle movements and micro slippages to manipulate an impressive range of objects. This incredible dexterity relies on fast and unconscious adjustments of the grip force that holds an object strong enough to avoid a catastrophic fall yet gentle enough not to damage it, in only a hundred milliseconds after first making contact. This astonishing performance is owed to the sense of touch. Within the fingertip, thousands of mechanoreceptors convert the complex mechanical interaction into action potentials. However, how the brain copes with large amounts of data to infer the state of the contact is still debated.This thesis covers how the cutaneous tactile afferent made it possible for a swift and precise regulation of the grip. Firstly, I show that humans can assess friction without slippage, suggesting that the radial stretch of the skin can provide enough information to regulate grip at the contact initialization. Secondly, I show that the perceptual system uses a compact code to estimate the safety margin from the skin deformation during an incipient slip, suggesting a mechanism to explain the rapid reactions. Finally, I expose a new model based on contact mechanics to quantify the sensitivity of the mechanoreceptors to the patterns of skin deformation. This model also suggests a persistence of touch that bridges discrete sensations into a continuous stimulus. Taken together, these results reveal how the perception of friction is encoded in the deformation of the skin. The findings are useful for designing bio-inspired tactile sensors for robotics or prosthetics and for improving haptic human-machine interactions.
- Nous nous fions à notre sens du toucher pour percevoir et les micro glissements, dans le but de manipuler une grande variété d’objets. Cette remarquable dextérité repose sur une régulation rapide et inconsciente de notre force de préhension, pour éviter une perte d’adhérence sans endommager l'objet, déjà 100ms après le contact. Nous devons cette performance au sens du toucher et aux milliers de mécanorécepteurs qui convertissent l’interaction mécanique complexe. Cependant, comment le cerveau reconstruit l’état de contact à partir de ce volume considérable de données, continue à faire débat. Cette thèse explore comment les afférents tactiles rendent possible une régulation rapide et précise de la force de préhension. Tout d’abord, une expérience psychophysique a permis de montrer qu’une expansion radiale de la peau peut apporter suffisamment d’informations pour apprécier le frottement à l’initialisation du contact. Dans un second temps, je propose un encodage compact qui pourrait être utilisé par le système perceptuel pour estimer la safety margin à partir de la déformation de la peau lors d’un glissement partiel, suggérant un mécanisme pour expliquer nos promptes réactions. Enfin, j’expose un nouveau modèle basé sur la mécanique du contact pour quantifier la sensibilité des mécanorécepteurs aux motifs de déformation. Ce modèle évoque également la présence d’une persistance tactile comblant un signal discret en stimulus continu. Dans leur ensemble, ces travaux révèlent l’encodage de la perception du frottement dans la déformation de la peau. Ces résultats pourront être utiles pour le design de capteurs tactiles bio-inspirés pour la robotique ou les prothèses.
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| rdaw:P10219
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