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Modéliser en 3D le corps en mouvement

ActualitéClassé sous :technologie , Pierre-Jules Marey , réalité virtuelle

Une combinaison en tissu et un ordinateur portable dans le sac à dos : c'est tout ce qu'il faut pour une reconstitution virtuelle du mouvement. Le cobaye peut skier, faire du vélo ou jouer au tennis (pas trop violemment quand même). De quoi modéliser plus facilement le corps humain dans de multiples situations. Les applications sont nombreuses : les jeux vidéo par exemple mais aussi la réalité virtuelle utilisée dans l'industrie, en médecine ou dans le sport.

Peggy Hackney, spécialiste de l’étude du mouvement au NYU Movement Group, équipée d’un appareillage classique de détection des mouvements, imposant un studio. © NYU Movement Group

Les chercheurs insistent : leur équipement ne coûte pas cher. Une vingtaine de capteurs disséminés dans le vêtement et un ordinateur portable, à s'accrocher dans le dos. C'est tout ce qu'il faut pour enregistrer les mouvements du corps durant de longues minutes et dans à peu près toutes les situations. Depuis longtemps, bien avant l'informatique, on pratique ce genre d'étude fine des mouvements corporels. Pierre-Jules Marey s'y est essayé dans les années 1880 et 1890...

Aujourd'hui, ce travail est réalisé à l'aide de disques réfléchissants collés sur le corps tandis que l'individu est filmé sous un éclairage idoine. Les images sont ensuite analysées en repérant les déplacements des pastilles lumineuses. La méthode est donc lourde et ne fonctionne pas en extérieur.

Pourtant, l'enjeu est important. De nombreux clients sont demandeurs : pour étudier et améliorer le geste du sportif, pour tester des aménagements intérieurs d'automobile encore à l'état virtuel, pour créer des animations plus réalistes dans des jeux vidéo, pour des études de biomécanique dans le domaine de la santé, etc.

Trois équipes internationales se sont réunies pour mettre au point un système léger de modélisation 3D des mouvements du corps, venant du MIT (Massachusetts Institute of Technology), du Swiss Federal Institute of Technology (ETH, Zurich) et du Mitsubishi Electric Research Laboratories (Massachusetts). L'équipe a utilisé une méthode déjà connue : placer sur le corps des capteurs constitués de gyroscopes et d'accéléromètres.


Démonstrations de l’utilisation de cet équipement dans plusieurs situations: la personne a enfilé un vêtement dans lequel sont inclus les capteurs et porte sur le dos un micro portable. Ses mouvements sont suivis et on voit, en incrustation sur l’image, la silhouette de son corps tel qu’il est reconstitué ensuite par cet ordinateur une fois l’exercice terminé

Un appareillage autonome

Ces petits boîtiers de 2,5 centimètres de longueur mesurent ainsi les accélérations linéairement et en rotation. Ils embarquent également un émetteur d'ultrasons. Installé dans le sac à dos, un récepteur recueille ce signal acoustique et le transmet à l'ordinateur portable. Celui-ci reconnaît chaque capteur individuellement et calcule la distance qui l'en sépare en mesurant le temps qu'a mis le signal sonore pour lui parvenir. Connaissant la position de chaque capteur, il peut alors construire une image du corps.

Les démonstrations de l'équipe, que l'on peut admirer sur la vidéo mise en ligne sont convaincantes... Une large de gamme de mouvements sont désormais accessibles. Les chercheurs sont persuadés que le coût de l'appareillage, de 3.000 dollars aujourd'hui, pourra être divisé par dix si les capteurs sont construits industriellement.

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