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RUNNING : Il inspire la robotique

Publié le 25 mai 2019 par Santelog @santelog



Dans la réalité, le coureur commet en permanence de multiples petites erreurs qu’il doit constamment corriger pour éviter de tomber.

Le corps humain se corrige constamment pour rester sur ses pieds. Cette étude de l’Université de l'Ohio décrit dans la revue eLife, ces ajustements microscopiques qui nous empêchent de tomber et les corrections mineures constantes et inconscientes apportées par les coureurs à leur rythme de course pour maintenir leur corps en équilibre.

On pourrait penser que courir n'est qu’une répétition de foulées et de mouvements identiques, explique l’auteur principal, Nidhi Seethapathi : « Mais dans la réalité, le coureur commet en permanence de multiples petites erreurs qu’il doit constamment corriger pour éviter de tomber. Nos muscles et nos sens ne sont pas parfaits, et nous conduisent à ces erreurs. Si nous ne les corrigions pas, nous tomberions. Notre étude examine comment nous les corrigeons ».

L’étude est basée sur la thèse du même auteur, en génie mécanique et aérospatial. Pour comprendre comment les humains « bougent » sans tomber, l'équipe de recherche a invité des volontaires à courir sur un tapis roulant à 3 vitesses constantes. L'équipe a surveillé et mesuré les mouvements du torse de chaque coureur, la position de chaque pas et la force avec laquelle la jambe pousse contre le sol. Les participants étaient des coureurs de niveau moyen. L’expérience montre que :

  • les coureurs corrigent automatiquement les déviations mineures dans le mouvement de leur torse, soit leur centre de gravité, en modifiant légèrement l'emplacement de chaque pas et en effectuant des
  • il est même possible de prédire comment les coureurs vont modifier leur foulée ou leur force à partir des changements observés dans l'emplacement de leur torse ;
  • les coureurs corrigent les imperfections un pas après l'autre, indiquant ainsi que le corps humain a la capacité de rectifier sa démarche afin de rester debout ;
  • les imperfections dans une foulée de course qui pourraient faire tomber le coureur sur le côté sont corrigées plus rapidement que les erreurs qui pourraient le faire basculer vers l’avant ou l’arrière.

Des conclusions d’autant plus intéressantes qu’elles sont issues d’erreurs venant du coureur même : aucune des erreurs examinées dans cette étude n'inclue en effet de facteurs externes comme une fissure dans la chaussée ou une racine d'arbre sur le parcours. C’est donc une démonstration de la grande capacité du corps humain à maintenir son équilibre, debout et tout en se déplaçant.  

Des implications pour la robotique, car les robots, en général, ont du mal à parvenir à cet équilibre en mobilité. « Nous essayons de travailler à la jonction de la robotique et du mouvement humain », explique le chercheur. « Nous nous inspirons des humains pour améliorer le mouvement robotique ». Ainsi, les différentes données vont être utilisées pour concevoir des robots capables de marcher ou de courir sans se renverser, ou pour construire un exosquelette se déplaçant de manière plus intuitive avec le corps humain.

« Il subsiste de nombreux problèmes techniques pour créer un robot capable de marcher ou de courir sans tomber, ou pour construire un exosquelette, par exemple, qui puisse aider un humain à retrouver le mouvement lors de la récupération d'un accident vasculaire cérébral par exemple ».

Source : eLife March 2019 Step-to-step variations in human running reveal how humans run without falling

Équipe de rédaction Santélog Mai 25, 2019Rédaction Santé log




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