Brevet FR2884405A1 — publié le 20061020

La présente invention concerne un procédé et un dispositif autonome permettant d'analyser et optimiser, dans 1a posture ou la gestuelle d'une personne, simultanément des actions et interactions de zones ostéoarticulaires choisies et l'évolution des appuis au sol pendant toute la durée de l'état concerné, par exemple ais pas uniquement, la posture ou le geste d'un sportif ou d'une personne en entraînement, rééducation ou apprentissage. Le procédé et le dispositif proposés permettent d'acquérir, transmettre, traiter et restituer de façon simultanée des informations sur le positionnement instantané et les déplacements des différentes parties du corps et la répartition des appuis des deux pieds, dans le but d'analyser et optimiser la coordination des mouvements. Le domaine technique de l'invention est, mais pas uniquement, celui de la réalisation de matériel d'entraînement, d'évaluation et de rééducation. Le procédé et le dispositif de la présente invention sont utilisables dans toutes les applications où, l'identification et l'optimisation de la synchronisation des mouvements 15 avec les appuis au sol, sont recherchés. Pour simplifier la présentation de l'art antérieur dans le domaine, on se bornera à rappeler que des dispositifs ont déjà été décrits qui permettent d'estimer partiellement les mouvements d'une personne tandis que d'autres dispositifs permettent d'estimer les appuis au sol. Différents dispositifs permettent de restituer les mouvements d'une personne à partir de capteurs disposés sur l'individu ou d'ensembles cibles plus caméras. Pour ce qui est des appuis au sol, les brevets décrivent des dispositifs du type plateformes de forces ou semelles équipées de dispositifs piézo-électriques. Les informations concernant les mouvements des différentes parties du corps et les appuis ne sont jamais traitées simultanément. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de remédier à cet inconvénient. Il comporte en effet quatre parties interdépendantes, fonctionnant simultanément et de façon autonome: Première partie: Un système de modules-capteurs électro-informatiques originaux autonomes ( Fig. 1 et Fig. 2) qui permet de déterminer les positions instantanées et les déplacements suivant les trois axes ( en directions, vitesses et accélérations) de zones ostéo-articulaires et des mouvements de la personne d'une part et d'autre part un système 2884405 2 de capteurs qui permet de déterminer les positions instantanées et les déplacements de la projection du centre de gravité et la décomposition des appuis du pied droit et du pied gauche de la personne. Ces modules-capteurs permettent la transmission des informations correspondant aux valeurs mesurées vers un ou plusieurs concentrateurs. Dans un mode de réalisation, mais pas le seul, des capteurs spécialisés permettent de collecter des informations sur les rythmes biologique et bioénergétique de la personne, dont le rythme cardiaque, la pression sanguine, la respiration, la fatigue ( par exemple, mais pas uniquement: électromyagraphes de surface (E.M.G.), cardio-fréquencemètres, électroencéphalographes (E.E.G.), électrocardiographes). Dans un mode de réalisation, mais pas le seul, la transmission des informations peut être réalisée sans fil. Deuxième partie: Un ou plusieurs concentrateurs électro-informatiques originaux autonomes ( Fig. 3) de faible volume ( quelques centimètres cube) et de faible poids ( moins de cent grammes) qui ne perturbe pas les gestes naturels de la personne équipée et permettent, dans une première étape la réception et la concentration des informations transmises par les modules-capteurs et, dans une deuxième étape la transmission, effectuée avec ou sans fil, des informations concentrées vers une unité centrale d'ordinateur standard ( de type PC ou similaire). Dans une mode de réalisation, mais pas le seul, le ou les concentrateurs sont équipés d'un dispositif de mémoire amovible permettant de sauvegarder un ensemble de mesures collectées et son transfert différé dans le temps sur une unité de traitement. Troisième partie: Un progiciel spécifique et original qui permet de recevoir, stocker, traiter et restituer les mesures de l'ensemble des capteurs en temps réel ( ou avec un décalage paramétrable) et ceci simultanément. Le traitement du progiciel spécifique prend en compte les mesures relatives aux positions instantanées et aux déplacements dans les trois axes (en directions, vitesses et accélérations) de zones ostéoarticulaires et des mouvements de la personne; les mesures relatives aux appuis au sol et les mesures concernant les rythmes biologiques et bioénergétiques. Ce progiciel peut être installé sur une unité centrale d'ordinateur standard (de type PC ou similaire). Quatrième partie: Un système qui permet de restituer, à titre d'exemple non limitatif, de façon visuelle et / ou sonore en temps réel ( ou avec un décalage paramétrable) les informations traitées par le progiciel spécifique. Les informations 2884405 3 restituées donnent simultanément les mesures caractérisant les positionnements et déplacements dans les trois axes ( en directions, vitesses et accélérations) des différentes parties du corps; les mesures caractérisant les appuis au sol des deux pieds séparément et les mesures biologiques et bioénergétiques. La restitution des informations est réalisée sans gêner la personne effectuant les mouvements, en temps réel ou plus tard, au moyen d'un écran d'ordinateur standard ( Fig. 4). La restitution peut également être réalisée par tout autre moyen, tels que: tableaux de valeurs, abaques et courbes imprimables, sons, messages vocaux, lunettes pour vision virtuelle. Ces valeurs peuvent être comparées à des valeurs fixées comme objectifs ou à des images de référence. Les valeurs obtenues lors d'une série de mouvements peuvent également être comparées les unes aux autres. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés, à titre d'exemple non limitatif, pour analyser et optimiser les attitudes posturales et les mouvements de personnes effectuant des exercices physiques ou de la rééducation. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés, à titre d'exemple 15 non limitatif, en bio feed back. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés, à titre d'exemple non limitatif, avec un entraîneur ou seul, pour analyser et optimiser la coordination des mouvements de sportifs et ainsi améliorer leurs performances. Le procédé et le dispositif selon l'invention peuvent être utilisés, à titre d'exemple non limitatif, pour l'analyse et l'optimisation des appuis et de la synchronisation des mouvements de sportifs effectuant des mouvements de frappe d'une balle, dont les golfeurs et les joueurs de base bail. Les dessins annexés illustrent l'invention ( annexes 1/4 à 4/4) La Figure 1 représente un exemple de disposition des modules-capteurs sur des zones ostéo-articulaires, au niveau des zones d'appuis et au niveau des zones caractéristiques des biorythmes d'une personne effectuant des mouvements: Ref. A 1: Modules capteurs sur zones ostéo-articulaires Ref. A 2: Modules capteurs au niveau des zones d'appui Ref. A 3: Modules capteurs au niveau des zones caractéristiques des biorythmes Ref. B: Concentrateur La Figure 2 représente le schéma de constitution d'un module-capteurs Ref. A: module-capteurs Ref. 1: " n" capteurs Ref. 2: convertisseurs Ref. 3: microprocesseur type 1 Ref. 4: émetteur / récepteur Ref. 5: batterie du module-capteurs Ref. t 1: transmission de type 1 La Figure 3 représente le schéma de constitution d'un concentrateur et l'ensemble des liaisons entre les différentes parties de l'invention Ref. A: " n" module-capteurs 30 Ref. B: concentrateur Ref. C: micro-ordinateur avec progiciel spécifique Ref. 6: batterie du concentrateur Ref. 7: émetteur / récepteur vers les modules-capteurs Ref. 8: microprocesseur type 2 Ref. 9: émetteur / récepteur vers micro-ordinateur avec progiciel spécifique Ref. 10: carte mémoire amovible Ref. t 1: transmission de type 1 Ref. t 2: transmission de type 2 Le Figure 4 représente des exemples de restitution simultanée des informations Ref. C. d 01: courbe de mesures de déplacement de type 01 Ref. C. d 02: courbe de mesures de déplacement de type 02 45 Ref. C. d 01: courbe de mesures des appuis de type 01 REVENDICATIONS 1/ Dispositif permettant d'analyser et optimiser simultanément des actions et interactions de zones ostéo-articulaires choisies, et l'évolution des appuis au sol pendant toute la durée des gestes effectués par une personne, caractérisé en ce qu'il est constitué de quatre parties interdépendantes, fonctionnant simultanément et de façon autonome: un système de modules-capteurs (A), un ou plusieurs concentrateurs électroinformatiques (B), une unité centrale d'ordinateur (C) équipée d'un progiciel spécifique, des moyens de restitution de façon visuelle et / ou sonore, en temps réel ou plus tard, d'informations, ces quatre parties permettant d'acquérir, transmettre, traiter et restituer de façon simultanée des informations sur le positionnement instantané et les déplacements de différentes parties du corps; la répartition des appuis des deux pieds et les rythmes biologiques et bioénergétiques de la personne. 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le système de modules-capteurs (A) comprend des capteurs disposés au niveau des zones ostéo-articulaires et des capteurs disposés sous les pieds et au niveau des zones caractéristiques des biorythmes de la personne; ces capteurs mis en oeuvre fonctionnent de façon autonome et ne perturbent pas les gestes naturels de la personne équipée. 3/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission des mesures effectuées par les capteurs (A), avec ou sans fil, à partir de composants électroinformatiques originaux de faible volume ( quelques centimètres cube) et de faible poids ( moins de cent grammes), et fonctionnant de façon autonome. 4/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que l'unité centrale d'ordinateur (C) (type PC) équipé du progiciel spécifique comporte des moyens pour stocker et traiter, en temps réel ou plus tard, les informations captées (A) transmises (B). 2884405 6 5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que les informations simultanées sur les positionnements; les mouvements; les appuis et les rythmes biologiques et bioénergétiques sont stockées sur carte mémoire amovible (10) et également transmises en temps réel sur une unité centrale d'ordinateur standard (C). 6/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que les moyens de restitution visuelle et / ou sonore des informations simultanées sur les positionnements, les mouvements, les appuis et les rythmes biologiques et bioénergétiques sont choisis parmi: un écran, des tableaux de valeurs, abaques et courbes imprimables, sons, messages vocaux, ou lunettes pour vision virtuelle; ces informations sont restituées sous forme de valeurs qui peuvent être comparées à des valeurs fixées comme objectifs ou comparées d'un geste à un autre.