Brevet FR2863177A1 — publié le 20050610

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'assistance à la pratique d'un exercice corporel. Elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à la pratique d'exercices d'activités physiques et sportives. De façon générale, il n'est pas souhaitable qu'un néophyte pratique seul des activités physiques et sportives notamment au moyen de machines. En effet, les exercices doivent d'une part être adaptés au physique de l'utilisateur (taille, poids, musculature, antécédents médicaux,...) et, d'autre part être exécutés le plus rigoureusement possible pour obtenir un maximum d'efficacité, en évitant tout risque pour la santé. En conséquence, la présence d'une personne qualifiée est nécessaire pour plusieurs tâches: en premier lieu, elle est nécessaire pour faire un bilan en vue de déterminer une séquence d'entraînement adéquate, ensuite un nouveau 25 bilan est réalisé à intervalles réguliers pour faire évoluer l'entraînement, - en second lieu, au quotidien, cette présence est requise pour enseigner les exercices et vérifier leur bonne exécution. Ces contraintes ont bien évidemment des répercutions économiques. Les utilisateurs, notamment en salle de culture physique, veulent les meilleurs équipements et le meilleur encadrement avec un prix le plus bas possible. 2 2863177 Quant aux dirigeants de salles de sport, ils jonglent entre une politique d'investissement lourde et des prix les plus compétitifs possibles. A cela s'ajoute un investissement en personnel de façon à encadrer correctement tous les utilisateurs qui le souhaitent et ce, même aux heures d'affluence, ce qui se traduit par deux alternatives: avoir suffisamment de personnel même aux heures de pointe, et avoir en conséquence, un prix d'abonnement plus élevé, diminuer le prix d'abonnement en réduisant à la fois le nombre et la qualité de service du personnel. Néanmoins cette solution est peu 10 satisfaisante et ne permet pas de faire face aux périodes d'affluence. Par ailleurs, certains utilisateurs ne souhaitent pas ou ne peuvent pas être entourés en permanence par un professeur. Pour ces personnes, il existe des supports vidéo d'assistance aux activités physiques et sportives que l'on désire réaliser. Toutefois l'inconvénient de cette solution consiste en ce que le rythme de l'exercice est alors imposé à l'utilisateur. Or, il s'avère que, fréquemment, ce rythme ne convient pas aux caractéristiques propres de l'utilisateur. Par ailleurs, ces supports vidéo, en général sur bandes magnétiques, ne sont pas interactifs. En conséquence, si l'utilisateur veut répéter un mouvement, il doit arrêter la bande, faire un retour arrière puis la ramener en vitesse rapide jusqu'à la séquence qu'il souhaite repasser. Ces manipulations constituent des temps morts qui cassent le rythme et qui diminuent à la fois l'efficacité et le caractère attractif de la méthode. Pour résoudre ces inconvénients, l'invention propose un dispositif sans réseau ni câblage complexe qui non seulement facilite la gestion des salles de sport mais penuet également à un particulier de s'exercer de façon autonome. A cet effet, elle propose un procédé pour l'assistance à la pratique d'un exercice corporel, ce procédé comprenant l'affichage d'une séquence montrant l'exercice que le pratiquant doit réaliser en synchronisme, ce procédé étant -3- 2863177 caractérisé en ce que le rythme de cette séquence affichée n'est pas imposé à l'avance mais est déterminé en temps réel à partir des mouvements de l'utilisateur. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé pourra alors comprendre: des moyens d'affichage, - des moyens de traitement pour engendrer sur les moyens d'affichage une séquence animée interactive réalisée en images de synthèse ou par tout autre moyen d'animation, - des moyens de détection du rythme du pratiquant, des moyens pour synchroniser en temps réel, la séquence animée au rythme détecté par les moyens de détection. Avantageusement, pour engendrer sur les moyens d'affichage une séquence 15 animée interactive, le procédé selon l'invention pourra en outre comprendre: - la création en images d'exercices corporels, - le stockage de ces exercices dans une base de données par exemple, en les organisant en fonction des machines d'entraînement requises pour leur exécution, - la composition d'une séquence d'exercices constituant une séance d'entraînement individualisée en sélectionnant les exercices de la base de données en fonction d'informations relatives à l'utilisateur considéré, le transfert aux susdits moyens de traitement de tout ou partie des 25 séances individualisées en vue de leur affichage. La création des exercices en images de synthèse pourra s'effectuer par exemple au moyen d'un logiciel d'imagerie par exemple du type de Poser de la Société Curious Labs. 4 2863177 Ledit stockage des exercices ainsi créés pourra se faire sur une base de données localisée sur un ordinateur et/ou sur un serveur accessible par un réseau tel qu'Internet. Lesdits moyens de détection du rythme de l'utilisateur pourront être fixés sur une machine d'entraînement ou sur l'utilisateur lui-même et comprendre un accéléromètre. Lesdits moyens pour synchroniser en temps réel, la séquence animée au 10 rythme détecté par les moyens de détection feront intervenir un programme de synchronisation d'animation d'images de synthèse. Bien entendu, le dispositif selon l'invention pourra comprendre des moyens d'alimentation en énergie, par exemple des batteries rechargeables ou non ou la mise en place sur une base d'accueil consistant en un support branché sur secteur. Le dispositif précédemment décrit pourra avoir plusieurs usages et fonctions: dans le cadre d'une utilisation dans une salle de sport équipée, il 20 pourra: o être configuré en fonction de l'utilisateur et/ou de l'appareil d'entraînement auquel il est associé, o être intégré aux appareils ou au contraire être amovible. dans le cadre d'une utilisation autonome à domicile ou dans une salle 25 de sport non spécialement équipée, il pourra être acheté dans un magasin. Dans les cas où le dispositif est utilisé en mode autonome en salle ou à domicile, il sera équipé de commandes pour sélectionner un exercice dans la liste des exercices enregistrés. Selon un premier mode d'utilisation, le dispositif d'assistance pourra être configuré par un professeur pour un utilisateur en particulier qui ira ensuite de machine en machine selon la nature de la séance d'entraînement affichée sur son dispositif d'assistance. Selon un deuxième mode d'utilisation, le dispositif d'assistance pourra être intégré à la machine qui lui est dédiée. Dans ce cas, après avoir fourni ses données d'identification au dispositif, l'utilisateur verra s'afficher l'exercice qui lui est destiné. Le dispositif d'assistance sera alors disposé, par exemple sur un bras articulé, à une distance suffisante pour que l'utilisateur puisse visualiser l'exercice tout en l'exécutant. Grâce à ces dispositions, lors des heures d'affluence, le dispositif selon l'invention permet d'organiser les séances de chaque personne en la rendant autonome et en déchargeant le professeur. Il sert de guide aux utilisateurs dans l'apprentissage de leurs exercices en leur permettant de comparer en temps réel les mouvements qu'ils réalisent par rapport au mouvement affiché en synchronisme qui constitue la consigne: le fait que ce soient les mouvements de l'utilisateur qui imposent le rythme de cette consigne, facilite l'apprentissage et permet d'éviter de nombreux accidents causés par un manque d'information et/ou de vigilance de la part du professeur. Selon un troisième mode d'utilisation destiné au grand public, l'utilisateur pourra configurer son dispositif d'assistance via un serveur accessible par un réseau tel qu'internet... Les moyens de détection du rythme seront alors fixés sur le pratiquant lui-même. Le transfert de tout ou partie des séquences générées en fonction de chaque utilisateur du serveur sur le dispositif d'assistance pourra faire l'objet de 30 plusieurs solutions: 2863177 -6- soit le serveur contenant la base de données d'exercices en images et le programme de détermination des séances d'entraînement individualisées est constitué par une unité centrale, dans ce cas, après avoir fourni les données caractéristiques de chaque utilisateur et déterminé les séances correspondantes, deux schémas de transfert sur le dispositif d' assistance peuvent être envisagés: o un transfert de l'unité centrale vers chaque dispositif d'assistance (unité locale) monté sur machine via un réseau câblé. Il suffit à l'utilisateur de fournir ses données d'identification pour accéder aux exercices le concernant spécifiques à cette machine, o un transfert de l'unité centrale à une base d'accueil unique du dispositif d'assistance, cette base d'accueil consistant en un support où peuvent se connecter les dispositifs d'assistance; ainsi une fois l'information chargée, le dispositif d'assistance est déconnecté de la base et peut alors être installé sur une machine d'entraînement. Cette solution présente l'avantage de ne pas nécessiter de réseau câblé. - soit le serveur est distant et accessible par un réseau comme Internet. Dans ce cas, le transfert de données caractéristiques d'un utilisateur se fait de l'unité centrale vers le programme de composition localisé sur le serveur puis les séances d'entraînement sont téléchargées par le serveur sur l'unité centrale. Les deux schémas envisagés ci-dessus pour transférer les séances d'entraînement sur le dispositif d'assistance peuvent également convenir dans cette configuration. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: 2863177 -7- La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention; La figure 2 est une représentation d'un dispositif selon l'invention en place sur un appareil de musculation; La figure 3 est une représentation schématique d'une unité centrale reliée à une base d'accueil de transfert unique; La figure 4 est une représentation d'un écran d'affichage selon l'invention; La figure 5 est une représentation schématique d'une unité centrale reliée à des dispositifs selon l'invention en place sur des machines d'entraînement. Selon l'exemple illustré sur la figure 1, le dispositif selon l'invention comprend une unité centrale UC et une pluralité d'unités locales UL dont une seule a été représentée et à chacune desquelles est associé un détecteur de rythme A. Cette unité locale UL comporte: - un écran graphique (bloc 1) couleur ou monochrome placé sur la face antérieure d'un boîtier réalisé par exemple en tôlerie plastique ou moulé qui peut incorporer un rétro éclairage, un processeur (bloc 2) comprenant des moyens pour engendrer sur l'écran une séquence vidéo interactive en images de synthèse, des informations sur l'exercice en cours et une temporisation (bloc 3) de l'exécution de la séance, -8- 2863177 - une mémoire (bloc 4) comprenant des séances d'exercices individualisées, un programme de synchronisation d'animation d'images de synthèse, - des moyens de dialogue (bloc 5) entre l'utilisateur et la machine notamment un clavier numérique, un lecteur de carte à puce pour la saisie de données d'identification ou des moyens de sélection manuels des exercices afin que l'utilisateur puisse sélectionner les exercices de son choix. Ils consistent par exemple en deux touches pour se déplacer dans le menu et une touche pour valider le choix et lancer l'exercice choisi, - un organe de signalisation par exemple sonore ou lumineux (bloc 6) pour indiquer soit le bon déroulement de la séance, soit un retard sur la consigne que l'utilisateur doit appliquer, soit une avance sur cette consigne, une embase EM destinée à venir s'engager sur une base d'accueil BA de la machine; cet ensemble base-embase comprend des moyens de connexion permettant l'alimentation du dispositif d'assistance via une source d'alimentation rechargeable (bloc 7) et le transfert de données d'identification de la machine au processeur; de plus elle permet le transfert de données statistiques sur le rendement de la machine tels que son temps d'utilisation, les périodes de la journée, de la semaine durant lesquelles se fait l'utilisation: le responsable de la salle pourra ainsi avoir des données pour décider si un investissement se justifie sur telle ou telle machine et pour évaluer la durée de vie de son matériel en fonction de son utilisation, - ladite source d'alimentation du dispositif (bloc 8), ici une batterie B et/ou une prise P de manière à brancher l'unité locale UL sur secteur qui peut être située sur la machine et/ou reliée à l'unité centrale UC utilisée pour la configuration, - un détecteur (bloc 9) du niveau énergétique de la source d'alimentation qui est relié au processeur de manière à permettre à celui-ci d'émettre 2863177 -9- un signal sonore ou visuel représentatif du niveau énergétique de la batterie. Le détecteur de rythme associé à l'unité locale UL comporte: un accéléromètre A (figure 2) soit intégré à une partie mobile de l'appareil d'entraînement, soit monté sur un support mobile tel qu'un bracelet réglable fixé à une partie du corps de l'utilisateur qui participe activement à l'exercice afin de pouvoir fournir un signal représentatif du rythme de ce dernier, un émetteur E qui transmet le signal (analogique ou numérique) à un récepteur R situé sur l'unité locale UL à destination du processeur. Celui-ci est programmé de manière à synchroniser l'exercice affiché à partir des informations qu'il reçoit du récepteur par l'inteiiiiédiaire d'un circuit de traitement de signaux (bloc 10). L'unité centrale UC comporte: - un processeur 1, une mémoire 2, un écran graphique 3, une base de données générale BDG d'exercices en images de synthèse, un logiciel de composition L des séquences d'exercices constituant des séances d'entraînement individualisées, une base de données individualisées BDI. La mise en oeuvre du dispositif précédemment décrit au préalable implique: - la création en images de synthèse d'exercices de sport à l'aide d'un logiciel du type de Poser de Curious Labs, les données numériques relatives à ces exercices sont stockées dans une base de données générale BDG où ils sont classés selon la machine d'entraînement requise pour leur exécution, 2863177 -10- - le professeur peut composer des séquences d'exercices constituant des séances d'entraînement individualisées qui intègrent des exercices de la base de données et des données caractéristiques du pratiquant considéré ; l'ensemble des séances d'entraînement individualisé est stocké dans une base de données BDI de l'unité centrale UC, - le transfert de tout ou partie des séances individualisées peut alors s'effectuer sur les mémoires des unités locales UL qui sont alors à même de les afficher. Comme illustré sur la figure 3, le transfert de tout ou partie d'une ou plusieurs séances d'entraînement de l'unité centrale vers l'unité locale UL se fait via une base d'accueil 4 connectée à l'unité centrale UC; ainsi une fois l'information chargée, le dispositif est déconnecté de la base et peut alors être installé sur une machine d'entraînement (figure 5) . Cette solution présente l'avantage de ne pas nécessiter de réseau câblé. Avantageusement, l'ensemble embase EM - base d'accueil des machines BA est positionné sur un bras articulé 5 solidaire ou situé à proximité de la machine de manière à ce que l'utilisateur visualise l'exercice tout en l'exécutant (figure 2). Les moyens de connexion des dispositifs d'assistance sur la base sont des connecteurs qui s'emboîtent dans des emplacements prévus à cet effet sur la base d'accueil de manière à permettre une installation facile de l'appareil. Les informations affichées à l'écran sont du type (figure 4) : numéro de l'utilisateur, - jour de la séance, date et heure de la séance, - durée de l'exercice, - intensité de l'exercice, 2863177 -11- - fréquence de l'exercice (durée de travail et durée du repos), - charge de travail de l'exercice (dépense énergétique). Un film transparent est appliqué sur l'écran pour apporter des informations 5 supplémentaires quant à l'ergonomie du dispositif et aux informations affichées. L'utilisation du dispositif d'assistance décrit ci-dessus peut avoir lieu comme suit: Les données propres à chaque utilisateur sont entrées dans le logiciel de composition L qui va déterminer la séance d'entraînement adéquate et sélectionnées les séquences vidéo correspondantes. Cette séance est ensuite chargée en totalité ou en partie selon l'utilisation adoptée dans l'unité locale UL par les moyens de transfert décrit ci-dessus. En effet, deux solutions sont envisageables: - l'unité locale UL est dédiée à un utilisateur, dans ce cas, toute la séance 20 est chargée sur l'unité locale UL qui indique les machines à utiliser et les exercices à effectuer, l'unité locale UL est dédiée à une machine en particulier; dans ce cas, tous les exercices pratiqués sur cette machine toutes séances confondues sont chargées dans l'unité locale UL et l'utilisateur en entrant son identifiant saura s'il a un exercice à faire sur cette machine: cette solution correspond uniquement à une utilisation en salle équipée. Dans tous les cas, une fois le dispositif en fonctionnement, la temporisation peiniet à l'utilisateur de s'installer sur l'appareil d'entraînement. 2863177 -12- L'utilisateur peut alors commencer l'exercice en suivant la séquence imagée qui se déroule sur l'écran de l'unité locale UL et en tenant compte des informations affichées tels que la charge de travail, le temps écoulé... Son rythme est alors détecté par l'accéléromètre A situé sur lui-même (position indiquée avec les caractéristiques de l'exercice) ou sur la machine et le rythme de la séquence se cale sur celui de l'utilisateur. En parallèle, un signal (bloc 6) lui indique s'il a un rythme trop lent ou trop rapide afin qu'il puisse également corriger ce point qui fait partie intégrante de la séance d'entraînement. Lorsque le temps de l'exercice est écoulé, un nouvel exercice s'affiche et un temps de repos est décompté ou l'utilisateur change de machine; dans ce cas, le dispositif par utilisateur indique s'il y a lieu la machine sur laquelle doit avoir lieu les prochains exercices. L'invention ne se limite pas à l'exemple précédemment décrit. En effet, la base de données générale BDG et le logiciel de composition L peuvent être situés sur un serveur S distant accessible par Internet (figure 1) ce qui permet une utilisation par une clientèle grand public ayant acheté le dispositif en magasin. Par ailleurs, le transfert de tout ou partie d'une ou plusieurs séances d'entraînement peut être réalisé de l'unité centrale UC vers chaque imité locale UL montée sur une machine via un réseau câblé. Il suffit alors à l'utilisateur de fournir ses données d'identification pour accéder aux exercices le concernant spécifiques à la machine (figure 5). A - 13 - Revendications 1. Procédé pour l'assistance à la pratique d'un exercice corporel, ce procédé comprenant l'affichage d'une séquence montrant l'exercice que l'utilisateur doit réaliser en synchronisme, caractérisé en ce que le rythme de cette séquence affichée n' est pas imposé à l'avance mais est déterminé en temps réel à partir des mouvements de l'utilisateur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte: la création en images d'exercices corporels, - le stockage de ces exercices (BDG), la composition d'une séquence d'exercices constituant des séances d'entraînement individualisées, - le transfert de tout ou partie desdites séances individualisées en vue de leur affichage. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des 20 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'affichage (bloc 1), des moyens de traitement pour engendrer sur les moyens d'affichage une séquence vidéo interactive en images de synthèse (bloc 2), - des moyens de détection du rythme du pratiquant (A), - des moyens pour synchroniser en temps réel, la séquence vidéo au rythme détecté par les moyens de détection. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins d'une part une unité locale (UL) comprenant un processeur (bloc 2), des moyens d'affichage (bloc 1) et une 2863177 -14- mémoire (bloc 4) contenant des données relatives à au moins une séquence d'images de synthèse représentant des exercices à effectuer ainsi qu'un programme de synchronisation d'animations d'images de synthèse, et d'autre part, des moyens de détection du rythme (A) des exercices exécutés par l'utilisateur et des moyens de transmission des informations délivrées par les moyens de détection à destination de l'unité locale (UL) , de manière à ce que ces informations servent de consigne au programme de synchronisation d'animation d'images et que l'on obtienne une synchronisation des images de synthèse affichées au rythme des exercices effectués par l'utilisateur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission des informations délivrées par les moyens de détection à destination de l'unité locale (UL) comportent un émetteur (E) qui va transmettre le signal (analogique ou numérique) à un récepteur (R) situé sur l'unité locale (UL) qui sera traité pour synchroniser l'exercice affiché (bloc 10). 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit détecteur de rythme (A) associé à ladite unité locale 20 est un accéléromètre. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité locale (UL) comporte des moyens de dialogue (bloc 5) entre l'utilisateur et une machine d'entraînement (M). 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite unité locale (UL) comporte une embase (EM) destinée à venir s'engager sur une base d'accueil (BA) de la machine (M). 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une unité centrale (UC) comportant: 2863177 -15- - un processeur (1), une mémoire (2), - un écran graphique (3), une base de données générale (BDG) d'exercices en images de synthèse, - un logiciel de composition (L) des séquences d'exercices constituant des séances d'entraînement individualisées, - une base de données individualisées (BDI). 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite unité centrale (UC) comporte la base de données individualisées (BDI) et en ce que la base de données générale (BDG) et le logiciel (L) sont sur un serveur (S) distant accessible par un réseau. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transfert de tout ou partie d'une ou plusieurs séances individualisées de l'unité centrale (UC) vers l'unité locale (UL) est réalisé via une base d'accueil (4) consistant en un support connecté à l'unité centrale (UC). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit transfert de tout ou partie d'une ou plusieurs séances individualisées de l'unité centrale (UC) vers l'unité locale (UL) est réalisé via un réseau câblé. 13. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ensemble embase (EM)- base d'accueil (BA) est positionné sur un bras articulé (5) solidaire ou situé à proximité de la machine (M).