Projet XtremLog L’INRIA au 25ème Marathon des Sables 27/11/2009

INRIA & MdS : enjeux sportifs, scientifiques et marketing Supporté par Senstools

Enjeux sportifs Supporté par Senstools

« Courir… mais toujours plus longtemps ! » Genèse d’un projet Au départ, une passion sportive, l’ultra-endurance : « Courir… mais toujours plus longtemps ! »

Genèse d’un projet Co-paternité indirecte du projet : Coach Fred

« Courir le Marathon des Sables ! » Genèse d’un projet Les 20 plus belles courses du monde (Ultrafondus n°57, mars 2009) : L’Ultra-Trail du Mont-Blanc Le Marathon des Sables Badwater … « Courir le Marathon des Sables ! »

Le 25ème Marathon des Sables Une épreuve internationale mythique ! 25ème édition Large couverture médiatique internationale Chaines nationales (Arte, TV3, Rai Sport, HR3, Aryadia, RTM, 2M, TF1, France 2, M6, BFM, Infos Sport, etc.) Chaines internationales (Eurosport 2, TV5,, Al Jazzeera, France 24, Euronews, etc.) 700 articles écrits ~ 800 participants 30% de réinscription 70% d’internationaux

Le 25ème Marathon des Sables Lieu : désert marocain, autour de Ouarzazate, tracé gardé secret Désert de pierre : reg Désert de sable / dunes : ergs

Le 25ème Marathon des Sables Course par étapes : Du 02/04/2010 au 12/04/2010 6 étapes / 7 jours pour un total de 250 kms MdS le plus long de l’histoire 3 étapes de liaison (> 30km) 1 étape longue (~80km) courue de nuit 1 étape « marathon » de 42.2km 1 étape finale de 15km Quelques vidéos : Etape 1 Etape longue, de nuit

Le 25ème Marathon des Sables Déroulement d’une étape type : 06:00 – 07:00 : Démontage bivouac Petit-déjeuner en autosuffisance alimentaire 07:00 – 08:00 : Distribution d’1.5L d’eau 08:30 – 09:00 : Départ d’étape Soir / Arrivée d’étape : Téléphone / fax / email Diner autosuffisance alimentaire

Le 25ème Marathon des Sables Orientation à la boussole

Le 25ème Marathon des Sables Course en autosuffisance, sans assistance. Le coureur porte : sa nourriture : 2000kcal / jour son équipement (textiles, sac de couchage, réchaud, etc.) Sac optimisé ~ 7kg

Le 25ème Marathon des Sables

Pourquoi le Marathon des Sables ? Aspect sportif : Course mythique, « l’objectif d’une vie » (Ultrafondus) Il faut bien commencer par quelque chose… l’UTMB attendra aout prochain !  puis la Badwater, puis… Aspect scientifique : Ne pourrait-il pas y avoir un enjeu scientifique ?

Enjeux scientifiques Supporté par Senstools

Projet scientifique Projet scientifique : Présente un intérêt pour : Etude d’un coureur et de son environnement durant une épreuve réelle (25ème MdS) sur une période longue (7 jours de course) dans des conditions extrêmes (désert marocain) Présente un intérêt pour : les biomécaniciens (ex: évolution de la foulée) les physiologistes (ex: impact de la fatigue, thermo-régulation) mais aussi les équipementiers sportifs (ex: contraintes sur le matériel) ou les biologistes / écologistes (ex: systèmes de mesure et d’analyse)

Aspects novateurs Une telle étude n’a jamais été réalisée ! Etudes types en biomécanique : en vidéo (ex: vicon) sur tapis roulants sur piste instrumentée en conditions réelles mais seulement sur des courtes distances des courtes durées un petit nombre de données mesurées

Aspects novateurs Beaucoup plus proche des problématiques de bio-logging suivi d’animaux mesure de données physiologiques, environnementales sur une longue durée dans un contexte « réel »

Problématiques scientifiques Mesure des données Longue période  contraintes d’autonomie, de stockage des données Course en autosuffisance  contrainte de poids Course sans assistance  contrainte d’utilisation et de robustesse Course à pieds  contrainte d’ergonomie Course dans le désert  robustesse vs abrasion, étanchéité, etc. Analyse des données Enorme volume de données (ex: 7 jours / 40 capteurs / 100Hz) Données plus ou moins précises Quoi chercher ? Par où commencer ? A quelle échelle commencer ?

Problématiques scientifiques : DNET DNET – Mesure / Analyse / Modélisation de larges données En cohérence avec les projets de recherche de DNET Projet IXXI Dispop en collaboration avec les biologistes / écologistes de l’IPHC (CNRS, Strasbourg) thématique biologging – conception de biologgers et d’une chaine de trajectométrie générique Projet Espad en collaboration avec l’EPI DEMAR mesure et analyse du geste sportif : systèmes de mesure distribuée Projet Senstools en collaboration avec le SED support hard et soft autour des capteurs communiquants WSN430 développés par l’EPI ARES

Système de mesure distribué communicant Les contraintes imposent le système Nombreuses mesures  système multi-capteurs distribué Contrainte multi-capteurs  synchronisation Synchronisation  communications Contrainte d’ergonomie  système distribué sans-fil Contraintes liées à l’autosuffisance  faible poids / encombrement Réseau de capteurs communicants ~ BANET (Body Area Network)

Système de mesure distribué communicant 07/2009 : premiers prototypes utilisant les WSN430 : Développés par l’EPI ARES puis supportés ANR SensLab et ADT SensTools Ajout de cartes filles Centrales inertielles GPS Cardio-fréquencemètre FSR : capteurs de pression 08/07/2009 : journée de test à Lyon Validation de la faisabilité Premiers résultats

Système de mesure distribué communicant 11/2009 : réception des premiers prototypes Cartes de capture de mouvement Cartes FSR Carte GPS & cardio-fréquencemètre : en attente début 12/2009 01/12/2009-02/12/2009 : journées de test / validation des mesures (Montpellier) Comparaison avec vicon Sur sable / piste / tapis roulant

Système de mesure distribué communicant Système distribué multi-capteurs : Centrales inertielles : pieds / tibia / cuisses / tronc / tête / bras Capteurs de pression : 6 / pieds Capteurs GPS Capteurs cardio-fréquencemètre, humidité corporelle, température corporelle Capteurs humidité, température, luminosité Système communicant : Synchronisation des mesures par radio (TI CC2520, 2.4 GHz) Stockage en local (uSD 4GB)

Quid de l’intégration des capteurs ? Un problème bêtement « pratique » mais incroyablement complexe ! Les capteurs doivent « coller » au corps Ils ne doivent pas gêner le coureur Ils doivent être « étanches » mais permettre la récupération des cartes SD …

Quid de l’intégration des capteurs ? Partenariat avec Salomon Sports en cours de finalisation Implication de Salomon : Intégration des capteurs dans textiles et chaussures conception de textiles « sur-mesure » Test de produits en phase de R&D

Analyse des données

Analyse des données On ne sait pas encore ce qu’on veut / peut récupérer mais on a des idées !!!!!  au moins en biomécanique : Trajectoire, vitesse Déroulé articulaire de tous les membres Mouvement tête, tronc (« gainage ») Temps de vol, hauteur de vol, séquences marche / course, etc. Utilisation de HuMAnS pour la reconstruction du mouvement

« Nous avons besoin d’aide sur ces aspects. » Analyse des données En physiologie, moins clair… Impact de la fatigue sur La foulée, le mouvement La récupération, la qualité de sommeil Le rythme cardiaque, la thermorégulation corporelle … Impact du climat sur Le rythme cardiaque, la thermorégulation corporelle… « Nous avons besoin d’aide sur ces aspects. »

« vais-je finir la course ? » Analyse des données Validation des algorithmes à partir 01/12/2009-02/12/2009 après les journées de test / mesure Dernière grosse inconnue… … avec L’intégration des capteurs L’autonomie des capteurs La robustesse à l’utilisation des capteur Et la plus grosse inconnue, « vais-je finir la course ? »

Collaboration intra-INRIA INRIA Rhône-Alpes Equipe D-NET : Guillaume Chelius SED : Christophe Braillon, Roger Pissard-Gibollet Direction / D2T :Bernard Espiau Maud Pasquier (thèse) Rodolphe Héliot (ingénieur CDD) INRIA Sophia-Antipolis (Lirmm, Montpellier) EPI DEMAR : Christine Azevedo

Collaboration extra-INRIA Partenariat avec le département R&D soft de Salomon Sports : Nicolas Horvais : responsable de projets R&D René Borel : responsable du projet R&D « Advanced Footwears » De nombreuses collaborations potentielles Bio-mécanique Physiologie STAPS … « Mais on va attendre d’avoir les données… »

Perspectives de recherche & développements Système de mesure / acquisition (part.: INRIA, IPHC) Toujours plus longtemps Et si je (ou un pingouin) partait pour 6 mois ? Toujours plus petit Et si je (ou un pingouin) me les plaçais en sous-cutanée ? Toujours plus robuste Et si je (ou un pingouin) allais sous l’eau ? Toujours plus de mesures Et si je (ou un pingouin) voulais un EMG de mes quadriceps ? Ou mes échanges gazeux ? Toujours plus de systèmes de mesure Et si on équipait mes amis ?

Perspectives de recherche & développements Analyse du mouvement (part.: INRIA + ??) : Quelles autres informations pouvons nous extraire ? Quel est le type / pente de sol ? Jusqu’à quelle précision pouvons nous aller ? Va-t’on jeter le Vicon a la poubelle ? Pouvons nous extraire ces informations « inline » ? Visualisation ou retour temps-réel – sur mon iPhone ? Comment représenter ces informations sur une longue période ? 7 jours de course… tu peux me résumer ? Comment pouvons nous corréler ces informations ? Quand je ne gaine plus du tronc, comment ma tête bouge-t’elle ? «  Au fait, quelqu’un ici sait faire de la visualisation sur lunettes ? »

Perspectives de recherche & développements Physiologie (part.: ??) Impact de la fatigue sur la récupération Thermorégulation corporelle Réponse de l’organisme aux conditions climatiques … R&D équipementiers (part.: Salomon) Des textiles toujours plus résistants Je veux une chaussure qui survive à 5 MdS ! Des textiles toujours plus techniques Je veux un t-shirt qui favorise la thermorégulation ! Des textiles toujours plus intelligents Je veux que mes capteurs s’intègrent parfaitement dans les semelles !

Perspectives de déploiements Autres courses / autres conditions Haute-montagne Triathlon Bio-logging Adaptation aux animaux Adaptation aux contraintes Autres coureurs Team Trail Running Salomon De nombreux autres contextes…

Enjeux marketing Supporté par Senstools

Vitrine marketing pour l’INRIA Opportunité marketing INRIA Preuve de savoir-faire et vitrine technologique : Réseau de capteurs Capture, analyse et reconstruction du mouvement Graphisme 3D Opportunité pour communiquer : Communication autour du projet / INRIA Couverture médiatique du MdS Communiquer avec Salomon Opportunité pour collaborer : Accès aux équipementiers Projet attractif pour Physiologistes Bio-mécanicien Vitrine marketing pour l’INRIA

Actions de communication Site web : http://www.inrialpes.fr/Xtremlog Suivi audiovisuel : Clips Film sur l’ensemble du projet Animation scientifique / culturelle : Invitation de Philippe Fuchs à l’INRIA Rhône-Alpes le 19/10/2009 Actions à venir : Prise de contact avec l’organisation Communication conjointe avec Salomon Tournage pendant ou à l’arrivée du Marathon des Sables ? Article dans des revues spécialisées (ex: Endurance Mag)

To be continued…

Remerciements (même si c’est encore un peu tôt) Tous les membres de l’équipe Pour leur support, pour avoir cru et croire encore – je l’espère - au projet : Le service comm de l’INRIA Rhône Alpes : Marie Collin Le service audiovisuel de l’INRIA : Arnaud Langlois, etc. La DTI de l’INRA Rhône Alpes : Philippe Broun La direction de l’INRA Rhône Alpes : François Sillon, Alain Viari Coach Fred, pour le soutien sportif Et les autres…

« Rendez-Vous du 02 avril 2010 au 12 avril 2010. Et sur http://www « Rendez-Vous du 02 avril 2010 au 12 avril 2010 ! Et sur http://www.inrialpes.fr/Xtremlog d’ici là ! »