1 Projet XtremLog LINRIA au 25 ème Marathon des Sables 27/11/2009.

1

Projet XtremLog

L’INRIA au 25ème Marathon des Sables

27/11/2009

2

INRIA & MdS : enjeux sportifs, scientifiques et marketing

Supporté par Senstools

3

Enjeux sportifs


4

Genèse d’un projet

Au départ, une passion sportive, l’ultra-endurance :

« Courir… mais toujours plus longtemps ! »

5


Co-paternité indirecte du projet : Coach Fred

6


• Les 20 plus belles courses du monde (Ultrafondus n°57, mars 2009) :

• L’Ultra-Trail du Mont-Blanc

• Le Marathon des Sables

• Badwater

• …

« Courir le Marathon des Sables ! »

7

Le 25ème Marathon des Sables

Une épreuve internationale mythique !

• 25ème édition

• Large couverture médiatique internationale• Chaines nationales (Arte, TV3, Rai Sport, HR3, Aryadia, RTM, 2M, TF1,

France 2, M6, BFM, Infos Sport, etc.)

• Chaines internationales (Eurosport 2, TV5,, Al Jazzeera, France 24, Euronews, etc.)

• 700 articles écrits

• ~ 800 participants• 30% de réinscription

• 70% d’internationaux

8


• Lieu : désert marocain, autour de Ouarzazate, tracé gardé secret• Désert de pierre : reg

• Désert de sable / dunes : ergs

9


• Course par étapes : • Du 02/04/2010 au 12/04/2010

• 6 étapes / 7 jours pour un total de 250 kms

• MdS le plus long de l’histoire

• 3 étapes de liaison (> 30km)

• 1 étape longue (~80km) courue de nuit

• 1 étape « marathon » de 42.2km

• 1 étape finale de 15km

• Quelques vidéos :• Etape 1

• Etape longue, de nuit

10


Déroulement d’une étape type :

• 06:00 – 07:00 : • Démontage bivouac

• Petit-déjeuner en autosuffisance alimentaire

• 07:00 – 08:00 :• Distribution d’1.5L d’eau

• 08:30 – 09:00 :• Départ d’étape

• Soir / Arrivée d’étape :• Téléphone / fax / email

• Diner autosuffisance alimentaire

11


Orientation à la boussole

12


Course en autosuffisance, sans assistance.

Le coureur porte :

• sa nourriture : 2000kcal / jour

• son équipement (textiles, sac de couchage, réchaud, etc.)

Sac optimisé ~ 7kg

13


14

Pourquoi le Marathon des Sables ?

• Aspect sportif : • Course mythique, « l’objectif d’une vie » (Ultrafondus)

• Il faut bien commencer par quelque chose… l’UTMB attendra aout prochain ! puis la Badwater, puis…

• Aspect scientifique :Ne pourrait-il pas y avoir un enjeu scientifique ?

15

Enjeux scientifiques


16

Projet scientifique

• Projet scientifique :• Etude d’un coureur et de son environnement

• durant une épreuve réelle (25ème MdS)

• sur une période longue (7 jours de course)

• dans des conditions extrêmes (désert marocain)

• Présente un intérêt pour :• les biomécaniciens (ex: évolution de la foulée)

• les physiologistes (ex: impact de la fatigue, thermo-régulation)

• mais aussi les équipementiers sportifs (ex: contraintes sur le matériel)

• ou les biologistes / écologistes (ex: systèmes de mesure et d’analyse)

17

Aspects novateurs

Une telle étude n’a jamais été réalisée !

• Etudes types en biomécanique :• en vidéo (ex: vicon)

• sur tapis roulants

• sur piste instrumentée

• en conditions réelles mais seulement

• sur des courtes distances

• des courtes durées

• un petit nombre de données mesurées

18

Aspects novateurs

• Beaucoup plus proche des problématiques de bio-logging• suivi d’animaux

• mesure de données physiologiques, environnementales

• sur une longue durée

• dans un contexte « réel »

19

Problématiques scientifiques

• Mesure des données• Longue période contraintes d’autonomie, de stockage des données

• Course en autosuffisance contrainte de poids

• Course sans assistance contrainte d’utilisation et de robustesse

• Course à pieds contrainte d’ergonomie

• Course dans le désert robustesse vs abrasion, étanchéité, etc.

• Analyse des données• Enorme volume de données (ex: 7 jours / 40 capteurs / 100Hz)

• Données plus ou moins précises

• Quoi chercher ?

• Par où commencer ?

• A quelle échelle commencer ?

20

Problématiques scientifiques : DNET

• DNET – Mesure / Analyse / Modélisation de larges données

• En cohérence avec les projets de recherche de DNET • Projet IXXI Dispop

• en collaboration avec les biologistes / écologistes de l’IPHC (CNRS, Strasbourg)

• thématique biologging – conception de biologgers et d’une chaine de trajectométrie générique

• Projet Espad

• en collaboration avec l’EPI DEMAR

• mesure et analyse du geste sportif : systèmes de mesure distribuée

• Projet Senstools

• en collaboration avec le SED

• support hard et soft autour des capteurs communiquants WSN430 développés par l’EPI ARES

21

Système de mesure distribué communicant

• Les contraintes imposent le système• Nombreuses mesures système multi-capteurs distribué

• Contrainte multi-capteurs synchronisation

• Synchronisation communications

• Contrainte d’ergonomie système distribué sans-fil

• Contraintes liées à l’autosuffisance faible poids / encombrement

Réseau de capteurs communicants ~ BANET (Body Area Network)

22


• 07/2009 : premiers prototypes utilisant les WSN430 :• Développés par l’EPI ARES puis supportés ANR SensLab et ADT

SensTools

• Ajout de cartes filles

• Centrales inertielles

• GPS

• Cardio-fréquencemètre

• FSR : capteurs de pression

• 08/07/2009 : journée de test à Lyon• Validation de la faisabilité

• Premiers résultats

23


• 11/2009 : réception des premiers prototypes • Cartes de capture de mouvement

• Cartes FSR

• Carte GPS & cardio-fréquencemètre : en attente début 12/2009

• 01/12/2009-02/12/2009 : journées de test / validation des mesures (Montpellier)• Comparaison avec vicon

• Sur sable / piste / tapis roulant

24


• Système distribué multi-capteurs :• Centrales inertielles : pieds / tibia / cuisses / tronc / tête / bras

• Capteurs de pression : 6 / pieds

• Capteurs GPS

• Capteurs cardio-fréquencemètre, humidité corporelle, température corporelle

• Capteurs humidité, température, luminosité

• Système communicant :• Synchronisation des mesures par radio (TI CC2520, 2.4 GHz)

• Stockage en local (uSD 4GB)

25

Quid de l’intégration des capteurs ?

• Un problème bêtement « pratique » mais incroyablement complexe !• Les capteurs doivent « coller » au corps

• Ils ne doivent pas gêner le coureur

• Ils doivent être « étanches » mais permettre la récupération des cartes SD

• …

26

Quid de l’intégration des capteurs ?

Partenariat avec Salomon Sports en cours de finalisation

Implication de Salomon :

• Intégration des capteurs dans textiles et chaussures• conception de textiles « sur-mesure »

• Test de produits en phase de R&D

27

Analyse des données

28


• On ne sait pas encore ce qu’on veut / peut récupérer mais on a des idées !!!!! au moins en biomécanique :• Trajectoire, vitesse

• Déroulé articulaire de tous les membres

• Mouvement tête, tronc (« gainage »)

• Temps de vol, hauteur de vol, séquences marche / course, etc.

• Utilisation de HuMAnS pour la reconstruction du mouvement

29


En physiologie, moins clair…• Impact de la fatigue sur

• La foulée, le mouvement

• La récupération, la qualité de sommeil

• Le rythme cardiaque, la thermorégulation corporelle

• …

• Impact du climat sur

• La foulée, le mouvement

• La récupération, la qualité de sommeil

• Le rythme cardiaque, la thermorégulation corporelle…

« Nous avons besoin d’aide sur ces aspects. »

30


Validation des algorithmes à partir 01/12/2009-02/12/2009 après les journées de test / mesure

Dernière grosse inconnue…

… avec • L’intégration des capteurs

• L’autonomie des capteurs

• La robustesse à l’utilisation des capteur

Et la plus grosse inconnue,

« vais-je finir la course ? »

31

Collaboration intra-INRIA

• INRIA Rhône-Alpes• Equipe D-NET : Guillaume Chelius

• SED : Christophe Braillon, Roger Pissard-Gibollet

• Direction / D2T :Bernard Espiau

• Maud Pasquier (thèse)

• Rodolphe Héliot (ingénieur CDD)

• INRIA Sophia-Antipolis (Lirmm, Montpellier)• EPI DEMAR : Christine Azevedo

32

Collaboration extra-INRIA

• Partenariat avec le département R&D soft de Salomon Sports :• Nicolas Horvais : responsable de projets R&D

• René Borel : responsable du projet R&D « Advanced Footwears »

• De nombreuses collaborations potentielles• Bio-mécanique

• Physiologie

• STAPS

• …

« Mais on va attendre d’avoir les données… »

33

Perspectives de recherche & développements

• Système de mesure / acquisition (part.: INRIA, IPHC)• Toujours plus longtemps

• Et si je (ou un pingouin) partait pour 6 mois ?

• Toujours plus petit

• Et si je (ou un pingouin) me les plaçais en sous-cutanée ?

• Toujours plus robuste

• Et si je (ou un pingouin) allais sous l’eau ?

• Toujours plus de mesures

• Et si je (ou un pingouin) voulais un EMG de mes quadriceps ? Ou mes échanges gazeux ?

• Toujours plus de systèmes de mesure

• Et si on équipait mes amis ?

34


• Analyse du mouvement (part.: INRIA + ??) :• Quelles autres informations pouvons nous extraire ?

• Quel est le type / pente de sol ?

• Jusqu’à quelle précision pouvons nous aller ?

• Va-t’on jeter le Vicon a la poubelle ?

• Pouvons nous extraire ces informations « inline » ?

• Visualisation ou retour temps-réel – sur mon iPhone ?

• Comment représenter ces informations sur une longue période ?

• 7 jours de course… tu peux me résumer ?

• Comment pouvons nous corréler ces informations ?

• Quand je ne gaine plus du tronc, comment ma tête bouge-t’elle ?

« Au fait, quelqu’un ici sait faire de la visualisation sur lunettes ? »

35


• Physiologie (part.: ??)• Impact de la fatigue sur la récupération

• Thermorégulation corporelle

• Réponse de l’organisme aux conditions climatiques

• …

• R&D équipementiers (part.: Salomon)• Des textiles toujours plus résistants

• Je veux une chaussure qui survive à 5 MdS !

• Des textiles toujours plus techniques

• Je veux un t-shirt qui favorise la thermorégulation !

• Des textiles toujours plus intelligents

• Je veux que mes capteurs s’intègrent parfaitement dans les semelles !

36

Perspectives de déploiements

• Autres courses / autres conditions• Haute-montagne

• Triathlon

• Bio-logging• Adaptation aux animaux

• Adaptation aux contraintes

• Autres coureurs• Team Trail Running Salomon

• De nombreux autres contextes…

37

Enjeux marketing


38

• Preuve de savoir-faire et vitrine technologique :• Réseau de capteurs

• Capture, analyse et reconstruction du mouvement

• Graphisme 3D

• Opportunité pour communiquer :• Communication autour du projet / INRIA

• Couverture médiatique du MdS

• Communiquer avec Salomon

• Opportunité pour collaborer :• Accès aux équipementiers

• Projet attractif pour

• Physiologistes

• Bio-mécanicien

Opportunité marketing INRIA

39

Actions de communication

• Site web : http://www.inrialpes.fr/Xtremlog

• Suivi audiovisuel :• Clips

• Film sur l’ensemble du projet

• Animation scientifique / culturelle :• Invitation de Philippe Fuchs à l’INRIA Rhône-Alpes le 19/10/2009

• Actions à venir :• Prise de contact avec l’organisation

• Communication conjointe avec Salomon

• Tournage pendant ou à l’arrivée du Marathon des Sables ?

• Article dans des revues spécialisées (ex: Endurance Mag)

40

To be continued…

41

Remerciements (même si c’est encore un peu tôt)

Tous les membres de l’équipe

Pour leur support, pour avoir cru et croire encore – je l’espère - au projet :• Le service comm de l’INRIA Rhône Alpes : Marie Collin

• Le service audiovisuel de l’INRIA : Arnaud Langlois, etc.

• La DTI de l’INRA Rhône Alpes : Philippe Broun

• La direction de l’INRA Rhône Alpes : François Sillon, Alain Viari

Coach Fred, pour le soutien sportif

Et les autres…

42

« Rendez-Vous du 02 avril 2010 au 12 avril 2010 !

Et sur http://www.inrialpes.fr/Xtremlog d’ici là ! »

1 Projet XtremLog LINRIA au 25 ème Marathon des Sables 27/11/2009.

Documents

Transcript of 1 Projet XtremLog LINRIA au 25 ème Marathon des Sables 27/11/2009.