Brevet FR2725376A1 — publié le 19960412

SYSTEME POUR LA PROGRAMATION D'ENTRAINEMENTS SUR DES APPAREILS ET DES MACHINES DE GYMNASTIOUE La présente invention concerne un système pour la programmation des entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique. En particulier, l'utilisation du système objet de la présente invention est particulièrement avantageuse pour des centres de sport et de loisir comme par exemple les salles de gymnastique, les centres de remise en forme, les clubs sportifs, les centres de rééducation, les cliniques et les établissements similaires. Dans ces centres (que pour simplifier la description nous appellerons ci-après salles de gymnastique), les utilisateurs doivent généralement pratiquer une série d'exercices gymniques ou de rééducation différenciés suivant des paramètres relatifs au type d'entraînement ou de rééducation, au physique de l'utilisateur, à ses conditions de santé, aux objectifs à atteindre, etc. En pratique, chaque utilisateur ou athlète se voit assigner un programme approprié des exercices qu'il doit faire lors des différentes séances d'entraînement. Les différents programmes se différencient par le nombre des exercices ainsi que par leur succession, leur durée et leur intensité. Dans ce but, dans les salles de gymnastique, après un examen des caractéristiques de l'athlète et des objectifs qu'il désire atteindre, l'entraîneur prépare une série d'exercices, spécifiant aussi les modes d'exécution de ces derniers. Cette série constitue en pratique le programme gymnique que l'athlète doit suivre et, matériellement, elle correspond à une fiche papier que l'athlète doit porter avec soi durant toute la séance d'entraînement afin de pouvoir la consulter pour faire correctement tous les exercices prévus. Les programmes définis concernent en général des périodes de fréquentation de la salle de gymnastique relativement longues, et en tous cas, il est impossible de les différencier à chaque fois pour d'évidentes raisons logistiques; il s'ensuit que l'athlète fait toujours les mêmes exercices pour toute la durée d'un cycle. Le programme qui est proposé, constitue généralement un entraînement moyen, tenant compte de ce que devrait être l'entraînement initial (au cours duquel l'athlète est théoriquement moins entraîné), et de ce que doit être le résultat final de chaque cycle. Pour cette raison, il se peut qu'au cours de la phase initiale, l'athlète suive un entraînement plus dur que celui qu'il devrait effectivement pratiquer, tandis que lors de la phase finale de chaque cycle, les exercices sont au contraire trop légers par rapport à la condition physique réelle de l'athlète. Avec ces types de programmes, il est donc impossible d'obtenir une corrélation constante entre l'intensité de l'entraînement et les conditions réelles de l'athlète, ce qui est extrêmement important car les entraînements trop intensifs, de même que les entraînements trop légers, peuvent ne pas être utiles pour l'athlète et, dans certains cas, provoquer même des conséquences négatives. A présent, il existe des machines de gymnastique capable d'interagir avec une réponse de rétroaction de l'athlète relative à des paramètres physiologiques de ce dernier (la fréquence cardiaque, par exemple), de façon à varier l'intensité d'un exercice en fonction de cette réponse. Dans ces machines, toutefois, les utilisations suivantes ne sont pas corrélées aux réponses relevées lors des utilisations précédentes. De plus, il n'y a aucun lien entre les exercices que l'on fait sur des machines différentes, c'est- à-dire que l'on ne peut pas confronter les données relatives aux exercices effectués sur plusieurs machines. A l'état de l'art actuel, il est impossible de réaliser une programmation d'une série d'exercices basée sur les réactions de l'athlète à l'entraînement, suivant le travail effectivement effectué. Le but de la présente invention est donc celui d'éliminer les inconvénients cités ci-dessus grâce à un système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique, capable de fournir un programme d'entraînement ou de rééducation pouvant varier en fonction des résultats obtenus, c'est-à-dire sur la base de l'exécution des différentes séries d'exercices à faire lors des séances d'entraînement; le système objet de la présente invention relie toutes les machines utilisées dans une salle de gymnastique à une unité centrale pour la programmation des entraînements à faire, et permet l'enregistrement et l'affichage graphique éventuel du travail déjà fait. Le système de la présente invention, comme il est caractérisé dans les revendications ci-après, comprend une unité centrale capable d'élaborer un programme d'entraînement comprenant des exercices à faire sur plusieurs appareils et/ou machines de gymnastique, au niveau desquels sont placées plusieurs stations pouvant sélectionner les exercices sur les appareils et/ou les machines correspondants, ainsi que recevoir une réponse de rétroaction relative aux exercices déjà faits. Le dialogue entre cette unité centrale et ces stations est possible grâce à une mémoire portative contenue dans un support capable de dialoguer avec l'unité centrale et les stations par l'intermédiaire de moyens de transmission bidirectionnelle de données adaptés. L'utilisation de la mémoire portative en tant que support portatif d'enregistrement du programme d'entraînement peut permettre en outre de différents modes d'accès aux autres activités liées à la salle de gymnastique ou au centre sportif. Par exemple, la mémoire portative peut être utilisée pour le contrôle des accès, comme moyen de paiement, comme clé pour la consultation de bibliothèques, pour le contrôle des fréquentations, etc. Les caractéristiques techniques du système de la présente invention, selon les buts ci-dessus, sont clairement indiquées dans le contenu des revendications ci-après, et les avantages qui en découlent seront plus évidents grâce à la description détaillée suivante, se référant aux dessins ci-joints qui en représentent une forme de réalisation fournie en guise d'exemple à titre purement indicatif dans lesquels: - la figure 1 montre un schéma relatif à un exemple de réalisation de la présente invention; - les figures 2, 3, 4, 5, 6 et 7 montrent quelques schémas relatifs à des possibles représentations graphiques de l'exécution et de l'établissement d'un programme d'entraînement suivant la présente invention. Conformément aux figures ci-jointes, le système pour la programmation des entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique objet de la présente invention est du type qui peut être utilisé pour des entraînements ou des rééducations basés sur l'exécution, au moyen de plusieurs appareils et/ou machines de gymnastique, d'une série d'exercices composant un programme personnalisé relatif à un sujet. Dans la figure 1, dans laquelle les différents éléments constituant le systèmes ne sont pas proportionnés pour des exigences descriptives, les appareils et les machines de gymnastique ont été schématiquement représentés par les machines A pour l'exécution d'exercices assimilables au cyclisme, au jogging et à la montée d'escaliers respectivement (en langage technique: cycle, tapis de jogging et "step"), ainsi que par un banc classique A' pour le soulèvement d'haltères avec un balancier. Le système comprend une unité centrale M munie des premiers moyens de traitement MM et de transfert bidirectionnel de données DM; en pratique, l'unité centrale M comprend des moyens utilisables au moins pour l'écriture et la lecture des données relatives au programme personnalisé, ainsi que pour la modification du programme lui-même. Les moyens de traitement MM peuvent être constitués par un ordinateur de bureau équipé du logiciel approprié, pouvant réaliser la programmation d'entraînements personnalisés. Les moyens de transfert bidirectionnel de données DM, reliés au moyens de traitement MM, sont constitués par des dispositifs adaptés, pour l'écriture et la lecture d'une mémoire portative adaptée au transfert de données entre des machines ou des unités qui ne sont pas directement reliées entre elles. La mémoire portative est placée sur un support portatif K, et elle est conçue pour permettre le stockage des données relatives au programme personnalisé ci-dessus. Le système comprend en outre plusieurs stations S, placées au niveau des différents appareils et/ou machines de gymnastique A, A'. Les stations S, de même que l'unité centrale, sont équipées des seconds moyens de traitement MS et de transfert bidirectionnel de données DS depuis et vers le support portatif K, de façon à pouvoir recevoir, en entrée, les données contenues dans la mémoire portative relatives à l'exercice à faire, pour définir une programmation de l'appareil et/ou la machine, et de façon à pouvoir transférer, en sortie vers la mémoire portative elle-même et une fois l'exercice terminé, les informations relatives à l'exécution des exercices afin de permettre un contrôle de ces mêmes exercices. Les premiers moyens de traitement et de transfert bidirectionnel de données DM de ladite unité centrale sont capables de modifier le programme personnalisé sur la base des informations reçues à propos de l'exécution des exercices prévus. Il est évident qu'il n'est pas nécessaire que les seconds moyens de traitement MS susmentionnés des stations S puissent traiter et reprogrammer le programme personnalisé, car il suffit qu'ils soient capables de lire les données depuis le support portatif K et d'y transférer les informations relatives à l'exercice que l'on a fait. L'unité centrale M peut être placée de préférence dans un lieu facilement accessible de la salle de gymnastique, et peut avoir la forme d'une station multimédia du type que l'on utilise, par exemple, dans les centres d'art, les gares ferroviaires ou les aéroports, et être équipée, par exemple, de dispositifs d'interface opérateur du type tactile pour en faciliter la consultation. Les différents appareils ou machines de gymnastique A, A' ne sont pas directement reliés à l'unité centrale M: des liaisons électriques ou d'autres types de liaisons ne sont donc pas nécessaires, et les machines peuvent par conséquent être placées à toute distance de l'unité centrale ce qui permet d'utiliser le système dans des salles de gymnastique ou dans des centres sur plusieurs étages ou de toute façon sur de vastes surfaces. La liaison entre l'unité centrale M et les appareils et les machines A, A', réalisée par l'intermédiaire du support portatif K, peut être obtenue par une clé électronique K (munie par exemple d'une mémoire de type E2PROM), permettant la communication entre l'unité centrale M et les stations S. La clé électronique K peut comprendre une enveloppe de protection, ou un revêtement plastique la rendant étanche. L'association d'une mémoire programmable par induction magnétique avec un revêtement étanche, permet d'une part de programmer la mémoire sans besoin de contacts, et de l'autre, de donner aux utilisateurs la possibilité d'employer la clé électronique K avec une facilité extrême même dans des conditions climatiques défavorables pour d'autres types de supports de programme, comme par exemple la présence d'humidité. Les stations S peuvent comprendre un vidéo V pour l'affichage du travail à faire, et elles peuvent être différenciées suivant les machines ou les appareils auxquels elles sont associées. Par exemple, les machines de gymnastique qui prévoient la possibilité d'une programmation électronique (telles que cycles, tapis de jogging et step, repérées par la lettre A dans la figure 1), peuvent être associées à des stations S directement reliées aux organes de commande de la machine elle-même, ou bien, les stations S peuvent faire partie des organes de commande de la machine. De cette façon, les machines sont directement programmées avec les données relevées par la mémoire portative. On peut en outre mettre en place des moyens automatiques qui contrôlent l'exécution de l'exercice que l'on a fait pour permettre une vérification du travail; ces moyens donnent en sortie lesdites informations que peut exploiter l'unité centrale M. Pour l'affichage du programme on peut utiliser, au lieu de l'afficheur V susmentionné des stations S, les afficheurs VA déjà présents sur la machine. Dans la figure 1, les stations S associées aux machines à programmation électronique, ont été représentées en tirets car elles peuvent être incorporées, comme décrit ci-dessus, aux machines de gymnastique elles-mêmes. Au niveau des machines non équipées pour la programmation automatique, comme par exemple les machines isotoniques ou les haltères libres (dans la figure l, elles sont représentées par le banc A'), les données relatives au travail effectué peuvent être saisies "manuellement" par l'utilisateur à l'aide d'un clavier T', ou depuis le vidéo V à touches tactiles. Les moyens de saisie manuelle des données T se trouvent au niveau de l'unité centrale M, ou ils sont reliés à l'unité au moyen d'un réseau local LAN; ils peuvent être constitués, par exemple, d'un clavier. Le clavier T peut être utilisé par l'entraineur I pour fournir aux premiers moyens de traitement MM (et par conséquent aux moyens de transfert bidirectionnel de données DM), des données concernant l'athlète et nécessaires à l'établissement du programme personnalisé. Le texte ci-après porte sur la description de quelques-uns des possibles modes d'utilisation du système objet de la présente invention. La première fois qu'une personne se rend en salle de gymnastique, après un entretien initial (éventuellement accompagné d'une visite médicale) permettant d'établir les objectifs de l'entraînement, on charge sur la mémoire portative K un programme d'entraînement défini en pratique par les données ci-dessus qui constituent un ensemble d'instructions pouvant être lues par les stations S placées au niveau des appareils et des machines de gymnastique A, A'. Lors des séances d'entraînement suivantes, le support portatif K est introduit dans le lecteur constitué par les premiers moyens de transfert bidirectionnel de données DM pour recevoir les instructions relatives à l'entraînement du jour. Une fois sur la machine, si celle-ci est du type à programmation automatique, l'utilisateur introduit la clé électronique K dans le lecteur correspondant situé dans la station S associée à la machine: la machine est de cette façon programmée, et l'utilisateur ne doit que faire les exercices prévus pour son entraînement. A la fin de l'entraînement, la station S décharge sur la clé K les informations relatives au travail exécuté. Dans le cas de machines à programmation manuelle (voir banc A' de la figure 1), l'utilisateur introduit la clé électronique K dans le lecteur de la station S, et le vidéo V affiche le type d'exercice, les séries nécessaires, les répétitions et la charge correspondante. A la fin, l'utilisateur devra confirmer si le travail qu'il a fait correspond bien à l'entraînement conseillé, ou spécifier les variations éventuelles: le tout est ainsi enregistré sur la clé électronique K. Dans les deux cas, aussi bien pour les machines à commande automatique que pour celles à commande manuelle, après l'enregistrement du travail exécuté, l'afficheur V de la station S peut suggérer l'exercice suivant à la personne en cous d'entraînement; c'est l'un des modes de fonctionnement possibles. Une fois la séance d'entraînement terminée, la personne doit décharger la clé électronique K dans l'unité centrale M pour insérer ainsi dans une mémoire que contiennent les premiers moyens de traitement MM, la réponse de rétroaction du travail effectué. A la fin de cette opération, on peut prévoir l'affichage d'un message permettant de connaître immédiatement la qualité du travail effectif et d'évaluer la séance d'entraînement à peine terminée. L'introduction des données dans l'unité centrale permet, en plus d'une gestion aisée de fiches d'entraînement différentes pendant plusieurs jours d'entraînement, de contrôler aussi les entraînements suivis par un utilisateur, de sélectionner des horaires, des types d'exercices, d'analyser la fréquentation des utilisateurs, etc. L'utilisateur dialogue avec l'unité centrale au moyen de la clé électronique K, nous l'avons vu, pour les opérations de chargement des données relatives à l'entraînement à faire, et de déchargement des données relatives au travail effectué, et éventuellement au moyen d'un dispositif du type écran tactile. Après l'introduction de la clé électronique K et/ou après la pression des touches à l'écran VM (dans le cas d'un écran tactile) de l'unité centrale M, le système affiche une page-écran avec le menu principal, semblable à celle que montre la figure 2. Le menu principal comprend un ensemble de cases 210, 220, 230, 240 et 250 qui correspondent en pratique aux différents sous-programmes du programme principal; il suffit de presser l'une des cases à l'écran pour avoir accès au sous-programme sélectionné comme décrit ci-après. La dernière case 250 de la figure 2 correspond aux programmes que seuls les entraîneurs peuvent utiliser pour programmer les différents entraînements, ou saisir des données de différents types. L'une des fonctions du programme principal est celle qui correspond au sous-programme de chargement de l'entraînement (correspondant à la case 210 de la figure 2) qui permet de charger sur la clé électronique K les exercices du programme d'entraînement que l'utilisateur devra faire. L'utilisateur utilise cette fonction chaque fois qu'il arrive en salle de gymnastique et décide de commencer son entraînement. Pendant le chargement de la clé électronique K, la fiche d'entraînement et/ou les progrès de l'utilisateur par rapport à l'objectif à atteindre peuvent s'afficher à l'écran. La fiche d'entraînement peut être du type représenté en figure 3: dans une zone 211 de l'écran apparaît le nom de l'athlète tandis que deux autres zones 212 et 213 contiennent les différents exercices de la séance d'entraînement et les modes d'exécution des exercices respectivement. La fiche d'entraînement, en plus d'être affichée à l'écran VM de l'unité centrale M, peut aussi être imprimée à l'aide d'une imprimante P reliée à ladite unité centrale M. Les progrès de l'utilisateur peuvent être affichés comme le montre la figure 4: on utilise un graphique 214 dans lequel nous avons en abscisse le temps et en ordonnée le niveau d'entraînement. Dans le graphique 214 est représentée une droite r qui relie un premier point 215 correspondant aux valeurs au début de la période d'entraînement, et un second point 216 correspondant à l'objectif final de l'athlète; la courbe c se superposant à la droite r montre les différentes valeurs relatives aux progrès faits par l'utilisateur dans le temps. Une autre fonction du programme principal concerne le déchargement de l'entraînement. L'utilisateur accède à ce sous-programme (correspondant à la case 220 de la figure 2) à la fin de chaque séance d'entraînement; pendant cette phase, les résultats de l'entraînement que les stations S ont enregistrés sur la clé électronique K, sont déchargés sur la console, et le vidéo VM peut afficher un graphique permettant d'évaluer immédiatement la qualité du travail exécuté. L'image visualisée peut être semblable à celle de la figure 5, et on peut en obtenir l'affichage à l'aide d'une commande spéciale repérée par 230 en figure 2, qui représente une fonction d'affichage de la fiche d'entraînement. Dans la figure 5, dans laquelle dans la zone haute 211 de l'écran apparaît le nom de l'athlète, nous trouvons l'affichage de la fiche d'entraînement qui est chargée sur la clé électronique K; pour chaque type d'exercice contenu dans la fiche (deux dans l'exemple en question), le système indique s'il a déjà été fait (repéré par 222) ou non (repéré par 221); le système peut en outre indiquer l'exercice à faire suivant. La fiche d'entraînement peut être affichée à tout instant et, le cas échéant, peut aussi être imprimée. Une autre fonction du menu principal concerne le sous-programme de visualisation du travail exécuté (correspondant à la case 240 de la figure 2); celle-ci permet l'affichage des données stockées et la page-écran est du type que montre la figure 6. Le graphique 214 en haut à droite, est le même que celui de la figure 4 décrit ci-dessus et sert à communiquer à l'utilisateur l'approche de l'objectif par l'affichage de la droite r de référence et de la courbe c de vérification du travail effectué. La case 211 en haut à gauche peut contenir le prénom et le nom du sujet ainsi que d'autres données comme par exemple sa date de naissance et son poids. La pression de cette case ouvre une fenêtre permettant de modifier, le cas échéant, les valeurs relatives au poids. La case 241 plus bas, est disponible pour des communications éventuelles pour l'utilisateur. Les autres cases 242, 243, 244, 245, 246 et 247 peuvent être utilisées pour afficher des données relatives aux différents exercices déjà faits, ou pour l'exécution de comparaisons de tout type. Par exemple, les cases 242, 243, 244, 245 et 245 peuvent afficher respectivement le total des kilomètres parcourus sur cycle, le total des étages montés sur step, le total des kilomètres courus sur le tapis de jogging, le total des kilos soulevés sur des machines isotoniques, le total des kilocalories consommées. La pression de la case provoque l'affichage d'une page-écran contenant les données correspondantes à l'intérieur d'un graphique semblable à celui que montre la figure 7, prévu par exemple pour les entraînements sur cycle. Le graphique de la figure 7 montre, de même que les figures 3, 4 et 5, une zone haute 211 contenant le nom de l'athlète, tandis que les données relatives aux kilomètres parcourus pendant l'entraînement sont affichées dans la zone latérale avec l'indication graphique 249 des kilomètres parcourus par rapport à une valeur de référence connue (on pourrait avoir par exemple une carte de l'Italie dans laquelle les kilomètres parcourus sont représentés par une ligne à partir d'un lieu connu). La case 247 relative aux comparaisons, permet de comparer sous forme graphique les performances de l'utilisateur par rapport aux performances des tous les habitués de la salle de gymnastique et/ou par rapport à un groupe de référence donné. Comme nous l'avons déjà souligné, il est évident que la présente description illustre seulement quelques-uns des différents modes d'utilisation du système objet de la présente invention, ce qui ne limite en aucun cas les différentes applications possibles grâce à des modifications appropriées du logiciel du programme principal, c'est-à-dire des possibilités offertes par le menu mis en oeuvre. L'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifications et variantes, qui relèvent toutes du domaine de ladite invention. En outre, tous les détails peuvent être remplacés par des éléments techniquement équivalents REVENDICATIONS 1. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique, utilisable pour des entraînements ou des rééducations basés sur l'exécution, à l'aide de plusieurs appareils et/ou machines de gymnastique, d'un ensemble d'exercices constituant un programme personnalisé relatif à un sujet, caractérisé en ce qu'il comprend: - une unité centrale (M) munie des premiers moyens de traitement (MM) et de transfert bidirectionnel de données (DM), c'est- à-dire de moyens permettant au moins l'écriture et la lecture de données relatives à ce programme personnalisé ainsi que la modification du programme lui-même; - un support portatif (K), muni d'une mémoire portative adaptée au stockage de ces données; - un ensemble de stations (S) placées au niveau des différents appareils et/ou machines de gymnastique (A, A'), munies des seconds moyens de traitement (MS) et de transfert bidirectionnel de données (DS) depuis et vers ledit support portatif (K) pouvant recevoir, en entrée, les données contenues dans la mémoire portative relatives à l'exercice à faire, pour définir une programmation de l'appareil et/ou de la machine, et transférer, en sortie vers la mémoire portative elle-même et une fois l'exercice terminé, des informations relatives à l'exécution des exercices afin de permettre un contrôle sur ces mêmes exercices; lesdits premiers moyens de traitement (MM) et de transfert bidirectionnel de données (DM) de ladite unité centrale étant capables de modifier ledit programme sur la base des informations ci-dessus. 2. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une de ces machines de gymnastique (A) est une machine à programmation électronique, adaptée à être commandée au moyen des données reçues en entrée par lesdits seconds moyens de traitement (MS) et de transfert bidirectionnel de données (DS), et comprenant des moyens automatiques de détection de l'exercice terminé capables d'établir ledit contrôle en donnant, en sortie, lesdites informations. 3. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support portatif (K) est muni d'une mémoire du type à lecture effaçable et programmable électriquement E2PROM. 4. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support portatif (K) comprend une enveloppe étanche, au moins aux liquides, contenant une mémoire programmable par induction magnétique. 5. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite unité central (M) est reliée à des moyens de saisie manuelle des données (T), capables de fournir aux premiers moyens de traitement (MM) et de transfert bidirectionnel de données (DM), des données relatives au sujet pour l'établissement dudit programme personnalisé. 6. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de stations (S) est équipé, au moins au niveau des appareils (A') à exécution manuelle des exercices, de moyens de saisie manuelle de données (T'), capables de fournir aux seconds moyens de traitement (MS) et de transfert bidirectionnel de données (DS) lesdites informations relatives à l'exercice que l'on a fait. 7. Système pour la programmation d'entraînements sur des appareils et des machines de gymnastique selon les revendications ci-dessus et selon ce qui est décrit et illustré en faisant référence aux figures des dessins cijoints et pour les buts susmentionnés.