Pratiques éducatives et transmission des habiletés motrices Pier-Giorgio ZANONE http://www.lapma.ups-tlse.fr
Plan Degrés de liberté Synergies Degrés de liberté et apprentissage Coordination et apprentissage M1 VP4 2010
Degrés de liberté 6 transformations géométriques indépendantes : translations et rotations autour d'axes fixes dans les trois directions d'une base liée à notre espace à 3 dimensions. Rx : roulis (roll) Ry : tangage (pitch) Rz : lacet (yaw) M1 VP4 2010
Degrés de liberté Degré de liberté : paramètre « libre » pour spécifier l’état d’un système M1 VP4 2010
Degrés de liberté Degré de liberté : paramètre « libre » pour spécifier l’état d’un système le nombre d'éléments indépendants entrant dans l'estimation statistique (= n ― 1) M1 VP4 2010
Degrés de liberté Le bras a 7 degrés de liberté Mais si la main est fixée ? Réduction des degrés de liberté Mais mouvement toujours possible Redondance de degrés de liberté M1 VP4 2010
Degrés de liberté Nicholaï A. Bernstein (1896-1966) Physiologiste et biomécanicien russe Les références classiques : On construction of movements (1947) The co-ordination and regulation of movement (1966) M1 VP4 2010
Degrés de liberté Le problème du contrôle du mouvement : la maîtrise de la redondance des degrés de liberté M1 VP4 2010
Degrés de liberté Nombre de degrés de liberté : 26 x 109 2600 26 7 M1 VP4 2010
La synergie “In order for the higher levels of the CNS to [organize] motor acts within a required time, it is necessary that the number of controlled parameters be not too large, and the afferentation ... not too great. [This is achieved] by the so-called synergies.” “Each synergy is associated with certain peculiar connections imposed on some muscle groups, [dividing them] into a small number of related groups. Due to this, it is sufficient to control a small number of parameters, even though the number of muscles participating into the movement may be large” Studies in the biodynamics of walking, running, and jumping (1940). M1 VP4 2010
La synergie Notion neuro-biomécanique Réduction des degrés de liberté à contrôler structures coordinatives (Kugler, Turvey, & Kelso, 1980) : flexible, faible couplage, adhoc dynamique de coordination (Schöner & Kelso, 1985) : transitions entre patrons M1 VP4 2010
L’apprentissage selon Bernstein Le problème du débutant est de gérer la redondance des degrés de liberté Dans un premier temps, le débutant « gèle » la plupart des degrés de liberté et réalise la tâche avec les degrés de liberté résiduels Dans un second temps, le sujet « libère » les degrés de liberté et les intègre dans une synergie Freezing and freeing degrees of freedom Free(z)ing M1 VP4 2010
Free(z)ing Débutants Experts Arutyunyan, Gurfinkel & Mirskii (1968) M1 VP4 2010
Free(z)ing Signature au tableau noir, réalisée avec la main dominante ou avec la main non dominante Analyse des corrélations entre les déplacements verticaux: du stylo et du poignet, du poignet et du coude, du coude et de l’épaule Newell & van Emmerik (1989) M1 VP4 2010
Free(z)ing Newell & van Emmerik (1989) M1 VP4 2010
Free(z)ing Vereijken, van Emmerik, Whiting & Newell (1992) M1 VP4 2010
Free(z)ing M1 VP4 2010
Free(z)ing Débutants : Pendule inversé Freezing Débrouillés : Ampl , freq , Variabilité Corrélation Freezing Débrouillés : Ampl , freq , Variabilité Corrélation Freeing Experts : Ampl et freq de la machine Forçage Pendule inversé Pendule Pendule forcé Vereijken (1991) M1 VP4 2010
Free(z)ing Temprado, Della-Grasta, Farrell & Laurent (1997) M1 VP4 2010
Free(z)ing Pattern A, all three joint pairs coupled in-phase (+++). Pattern B, elbow-wrist and shoulder-elbow in-phase, shoulder-wrist out-of-phase (++-). Pattern C, only elbow-wrist in-phase (+--). M1 VP4 2010
Free(z)ing Adaptation posturale à des mouvements périodiques antéro-postérieurs du sol Centre de pression Amplitude Ko, Challis & Newell(1997) M1 VP4 2010
Free(z)ing Cross-corrélation Phase relative M1 VP4 2010
Ou plus ? Rayleigh van der Pol freine tôt freine tard amort. négatif amort. positif débutants experts Nourrit, Delignières, Deschamps, Caillou, & Lauriot (2003) M1 VP4 2010
Ou plus ? M1 VP4 2010