Simulateur bio-mécanique pour des avatars médicaux réalistes

De la médecine à l'animation réaliste

Développé par le National Center for Simulation in Rehabilitation Research à l'Université Stanford, OpenSim est un logiciel gratuit et évolutif qui permet le développement de modèles de structures musculo-squelettiques et la création de simulations dynamiques de mouvements.

En d'autres termes, les avatars virtuels humanoïdes générés par ce logiciel ont l'air vrai malgré toutes leurs différences anatomiques : une personne trapue ne se déplace pas comme une autre plus élancée, une personne qui marche avec une prothèse ne bouge pas comme une autre qui est anatomiquement symétrique, etc.

On trouve 640 faisceaux de muscles différents dans le corps humain. OpenSim permet d'en déterminer le rôle et les caractéristiques de manière précise et réaliste. Pour créer un avatar, on prendra les mensurations d'un sujet et des données sur sa morphologie, l'orientation de ses articulations et sur la force musculaire qu'il est capable de générer. À partir de ces données le logiciel calcule la manière qu'il peut ou pourrait effectuer tel ou tel mouvement.

Le logiciel est relativement facile à utiliser pour modéliser, simuler, contrôler et analyser le système neuromusculosquelettique. Certaines simulations ont aussi été développées pour les animaux.

Quel est l'intérêt ?

En médecine réadaptative, chaque patient est différent et ce logiciel permet de simuler ses caractéristiques en détail et les traitements qui seront les plus efficaces.
En robotique, les développeurs déterminent les meilleures configurations pour obtenir des robots qui se déplacent de manière fluide et efficacement et qui peuvent tolérer des déplacements de charge sans perdre leur équilibre.
En sport, les entraineurs peuvent déterminer la contribution de chaque groupe musculaire dans le développement de la performance de gestes sportifs.
Pour l'éducation et la formation en anatomie. Les formateurs peuvent comparer les effets de différentes morphologies et les rôles des différents groupes musculaires et leurs interactions avec l'équilibre de l'ensemble.
En animation, les programmeurs peuvent obtenir des personnages qui se déplacent de manière réaliste selon leurs caractéristiques morphologiques. Un géant obèse de 200 Kg ne se déplace pas de la même façon qu'un enfant.

Et surement d'autres applications seront développées.

Ce court vidéo présente le potentiel de ce logiciel.