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Emergences

Lettre d'information n° 18

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Du mouvement humain aux êtres virtuels

Nouvelle équipe de recherche rennaise, MimeTIC ambitionne de mieux comprendre la bio-mécanique pour améliorer la simulation d'humanoïdes virtuels. Comme l'explique son responsable, Franck Multon, ces travaux intéressent tout autant l'univers du serious game que celui de l'architecture, du sport ou de la chirurgie.

Nouvelle équipe de recherche rennaise, MimeTIC ambitionne de mieux comprendre la bio-mécanique pour améliorer la simulation d'humanoïdes virtuels. Comme l'explique son responsable, Franck Multon, ces travaux intéressent tout autant l'univers du serious game que celui de l'architecture, du sport ou de la chirurgie.

Si on comprend bien le mouvement humain, si on le code dans un algorithme, alors on peut créer des êtres virtuels se comportant de la même façon. Voilà tout notre propos”, résume Franck Multon. Professeur à l'Université de Rennes 2 et membre du laboratoire M2S (Mouvement Sport Santé EA1274), le scientifique prend la tête de MimeTIC. Cette nouvelle équipe est commune à Inria et aux universités de Rennes 2 et Rennes 1. 

Elle naît dans le sillage de Bunraku (1), une équipe - projet commune Inria parvenue à son terme “avec un bilan extrêmement positif. Entre Bunraku et M2S, nous avions une collaboration très fructueuse : une cinquantaine de publications en 10 ans et plusieurs logiciels.” Parmi eux : MKM, le moteur d'animation 3D temps-réel qui a contribué à la création de la  start-up Golaem.

Il y a eu du transfert industriel côté Inria, mais aussi de la valorisation pour Rennes 2. Son laboratoire, M2S, commun avec l'ENS Cachan et l'université de Rennes 1, a bien percé sur la réalité virtuelle et le sport : entraînement, meilleure compréhension des informations que gèrent les sportifs dans les prises de décision... Donc nous avons souhaité conserver cette philosophie. Mais plutôt que de travailler de manière séparée, désormais nous rassemblons des chercheurs de différentes compétences dans une même équipe.

Résolument pluridisciplinaire

Ce regroupement confère à MimeTIC un caractère pluridisciplinaire. “Quand on regarde la liste des publications des membres, cela va de la réalité virtuelle à l'image de synthèse, en passant par les neurosciences et l'anthropologie, voire même la primatologie ! Donc, un éventail très large” et complètement assumé. “La majorité des travaux qui nous ont placés sur le devant de la scène au niveau international sont justement ceux dans lesquels on retrouve cette pluridisciplinarité. Je pense aux contributions du chercheur Inria Julien Pettré qui analyse les mouvements d'une foule, en extrait des règles de comportements, les applique à des humains virtuels, et vérifie que ces règles aboutissent à une simulation crédible. Sur ce thème nous avons eu une publication de référence dans Siggraph (2).

Située à la fois sur les campus de Beaulieu et Villejean, MimeTIC disposera, en juin 2012, d'une nouvelle plateforme expérimentale sur le site de l'antenne Bretagne de l'ENS Cachan, à Ker Lann, en périphérie de Rennes (3). Construit dans le cadre d'un contrat Etat-Région, “ce gymnase de 40 x 20 m sera dédié à l'analyse du mouvement. Nous les diviserons en deux parties : 30 x 20 m pour un gymnase avec des plateformes de force cachées dans le sol, des caméras fixées à demeure dans les murs... Nous pourrons y faire, par exemple, de la mesure sur une équipe en sport collectif. L'autre partie accueillera une immense salle de réalité virtuelle : 12 m de large (l'équivalent de la largeur d'un terrain de tennis), 4 m de haut, 6 m de profondeur. Cet équipement permettra des interactions de grande qualité.

Serious game

Ces travaux intéressent les fabricants de matériel sportif et les fédérations, pour l'entraînement par exemple. “Avec Artefacto, une société rennaise, nous menons un projet de serious game baptisé Biofeedback. C'est un logiciel d'apprentissage des gestes complexes, pour le karaté ou la danse.” De la Wii ? “Exactement. Mais de la Wii sérieuse ! Quand un tennisman joue sur la Wii, il ne devient pas pour autant plus performant sur le court. Ici, l'objectif est justement d'utiliser le virtuel pour acquérir une meilleure pratique dans la réalité. Améliorer le vrai geste dans le vrai match.

La thématique bio-mécanique conduit par ailleurs MimeTic à s'intéresser au concept de l'usine conçue numériquement. "Nous travaillons sur ces humains virtuels qui doivent posséder assez d'autonomie pour effectuer une tâche dans une configuration attribuée. Nous pouvons aussi collaborer avec des cabinets d'ergonomie, ainsi que des sociétés de simulation virtuelle d'architecture. La technologie permet, par exemple, de simuler le comportement d'une foule dans un lieu public, repérer les potentiels goulots d'étranglement : portique de métro, quai de gare...

Les chercheurs se dirigent également vers le secteur de la rééducation fonctionnelle. “La simulation du système musculo-squelettique ouvre quantité d'applications dans le domaine médical. Les prothèses, certes, mais aussi la préparation d'actes chirurgicaux. Le médecin peut décider de pratiquer des transplantations de muscles : prélever un muscle pour renforcer un autre endroit. Mais quel muscle prendre ? Nous pouvons apporter des outils pour valider un choix. Là aussi, le défi, c'est de coupler analyse et simulation.

Notes :

(1) L'équipe projet Bunraku s'est arrêtée fin 2010 et était commune à Inria, Ens Cachan, Insa Rennes et  Rennes 1.
(2) Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques.
(3) L'équipe gagnera alors une quatrième tutelle : celle de l'ENS.