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Projet XtremLog
L’INRIA au 25ème Marathon des Sables
27/11/2009
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INRIA & MdS : enjeux sportifs, scientifiques et marketing
Supporté par Senstools
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Enjeux sportifs
Supporté par Senstools
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Genèse d’un projet
Au départ, une passion sportive, l’ultra-endurance :
« Courir… mais toujours plus longtemps ! »
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Genèse d’un projet
Co-paternité indirecte du projet : Coach Fred
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Genèse d’un projet
• 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 ! »
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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
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Le 25ème Marathon des Sables
• Lieu : désert marocain, autour de Ouarzazate, tracé gardé secret• Désert de pierre : reg
• Désert de sable / dunes : ergs
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Le 25ème Marathon des Sables
• 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
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Le 25ème Marathon des Sables
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
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Le 25ème Marathon des Sables
Orientation à la boussole
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Le 25ème Marathon des Sables
Course en autosuffisance, sans assistance.
Le coureur porte :
• sa nourriture : 2000kcal / jour
• son équipement (textiles, sac de couchage, réchaud, etc.)
Sac optimisé ~ 7kg
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Le 25ème Marathon des Sables
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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 ?
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Enjeux scientifiques
Supporté par Senstools
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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)
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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
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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 »
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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 ?
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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
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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)
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Système de mesure distribué communicant
• 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
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Système de mesure distribué communicant
• 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
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Système de mesure distribué communicant
• 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)
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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
• …
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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
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Analyse des données
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Analyse des données
• 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
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Analyse des données
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. »
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Analyse des données
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 ? »
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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
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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… »
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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 ?
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Perspectives de recherche & développements
• 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 ? »
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Perspectives de recherche & développements
• 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 !
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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…
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Enjeux marketing
Supporté par Senstools
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• 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
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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)
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To be continued…
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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…
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« Rendez-Vous du 02 avril 2010 au 12 avril 2010 !
Et sur http://www.inrialpes.fr/Xtremlog d’ici là ! »
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