À l’INS, l’intelligence artificielle veille au bien-être des athlètes
À l'Institut national du sport du Québec, la science et le sport s'allient, alors que le succès se mesure différemment, en mettant les données et l'intelligence artificielle à profit.
Photo : Gracieuseté : Institut national du sport
À l'Institut national du sport du Québec (INS), l'intelligence artificielle et les statistiques avancées procurent aux athlètes un avantage compétitif, semé à l'entraînement pour en récolter les fruits à Paris.
Aux Jeux olympiques (JO), le succès se mesure en médailles, mais quand la science et le sport s'allient, la réussite se retrouve dans la tête et autour du cou.
C’est très factuel, le succès en sport; ça se calcule avec les finalistes, le nombre de médailles, les chronos, etc. Mais le succès, c’est aussi l’expérience que vivent les athlètes. On n'est plus dans la médaille à tout prix, mais plutôt dans la médaille heureuse en bonne santé.
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Cette définition du succès, c'est celle de François Bieuzen, directeur du service scientifique à l'INS. Là-bas, aucun secteur n'épargne à la récolte de données : médical; biomécanique; préparation mentale, physiologique et psychologique.
Avec ce volume, l'INS innove pour que les athlètes d'ici atteignent leurs meilleures disponibilités physiques, mentales et psychologiques
, en examinant comment l’intelligence artificielle peut être un complément aux méthodes traditionnelles d’analyse de la performance.
Notre enjeu, comme dans beaucoup d'industries, finalement, c’est de savoir ce qu’on fait de toutes ces données qu'on récolte
, explique François Bieuzen.
Est-ce qu’on peut utiliser ces données, est-ce qu'elles sont propres? En nombre suffisant? Est-ce qu'elles expriment réellement ce qu’on souhaite mesurer? Le nettoyage, la vérification et la validation représentent peut-être 90 % de ce qu’on fait, avant même d’appliquer des modèles mathématiques.
Ces données varient de l'état de forme psychologique d'un athlète le matin (qualité du sommeil, niveau d'énergie, degré de motivation...), au temps enregistré pour un effort, à la hauteur atteinte avec un saut qui caractérise une fatigue neuromusculaire. Tout ça est ensuite mixé et analysé
pour devenir un modèle mathématique prédictif.
François Bieuzen (à gauche) et Guy Thibaul (à droite), respectivement actuel et précédent directeur des sciences du sport à l'INS. Le changement de garde a eu lieu en 2022.
Photo : Gracieuseté : Institut national du sport
On réalise qu’il n’y a pas de modèle englobant, que certains athlètes sont plus sensibles à certains groupes de données, révèle François Bieuzen. Ça nous permet d’avoir un regard individualisé sur eux. C’est la beauté de la chose; on cherche à faire de l'accompagnement sur mesure, et pas de la généralisation.
Mais sur mesure
ne veut pas dire automatisé. Ce modèle est incapable, pour le moment, de se substituer à un entraîneur. Il agit plutôt en conseiller
ou en soutien au groupe d'experts qui accompagnent l'athlète dans sa quête de performance.
Par exemple, le modèle peut indiquer une fatigue prochaine ou imminente chez l'athlète.
Alors, est-ce qu’on adapte l'entraînement? La donnée ne force jamais à prendre une décision, mais va plutôt nous renseigner sur une tendance
, précise François Bieuzen.
Les données offrent aux athlètes une probabilité de succès plus importante aux JO, où le niveau de performance est primordial. La formule fonctionne : l'équipe canadienne de patinage de vitesse sur courte piste a récolté quatre médailles aux Jeux de Pékin en 2022, à l'occasion desquels François Bieuzen dirigeait l'équipe d'experts attitrés.
Pascal Dion, Steven Dubois, Charles Hamelin, Maxime Laoun et Jordan Pierre-Gilles ont remporté l'or au relais 5000 m aux Jeux de Pékin.
Photo : afp via getty images / SEBASTIEN BOZON
Mais les JO, ce n'est pas une compétition normale; c’est toujours surprenant. Si on peut aider les athlètes à anticiper certaines choses, ils vont être mieux outillés pour performer.
La récolte de donnée ouvre la voie à des innovations où l'intelligence artificielle (IA) est utilisée de façon concrète :
- En boccia, l'IA propose des stratégies de jeu en plein match afin de raffiner la prise de décision en compétition.
- Au water-polo, où l'épuisement physique a des répercussions sur la stratégie, l'INS met en place des modèles prédictifs de performances.
- Au plongeon et au trampoline, des techniques de vision numérique permettent l'analyse de gestes captés par vidéo, puis transformés en cinématiques 3D en utilisant l’apprentissage automatique pour peaufiner l'action vers la perfection.
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Paris complètement 3D
En boxe, c'est même tout un programme qui a été développé depuis quatre ans pour préparer les athlètes à tout ce que les Jeux de Paris leur réservent, grâce à un simulateur de boxe en réalité virtuelle, où l'intelligence artificielle et l'apprentissage profond nourrissent des avatars d'adversaires pour créer des scènes réalistes et automatisées.
L'INS, avec la collaboration de l'École de technologie supérieure (ETS) et l'Institut de valorisation des données (IVADO), a mis sur pied des environnements virtuels qui simulent complètement les lieux de compétition à Paris
, mentionne François Bieuzen, et les boxeurs canadiens simulent des combats sans risque de blessures.
Depuis 2020, l'INS, l'ETS et l'IVADO peaufinent un simulateur virtuel de boxe qui prépare les athlètes canadiens aux moindres défis qui les attendent aux Jeux olympiques de Paris.
Photo : Gracieuseté : Institut national du sport
C'est au centre sportif Suzanne-Lenglen de Roland-Garros qu'auront lieu les combats de boxe aux JO. Le simulateur recrée l'environnement de façon virtuelle, en imposant des bruits de foule et en changeant différents paramètres pour que les boxeurs puissent appréhender la compétition et s’y projeter plus facilement.
Sur le plan de la recherche, c’est quelque chose d’assez exceptionnel [ce programme de boxe], se réjouit François Bieuzen. Il y a un sentiment de fierté parce que ça nous entraîne dans la direction que souhaite prendre l’INS, une avenue qui est à la fois très innovante, très technologique, mais aussi portée sur la santé et le bien-être des athlètes.
Le projet pourrait même s'exporter au grand public. Les partenaires se penchent sur une application permettant d’acheter ce système pour l'utiliser chez soi, de pouvoir s’entraîner avec ça, ou même juste pour faire du fitness
, dit avec enthousiasme François Bieuzen.
On réfléchit à faire en sorte qu’un maximum de personnes puisse en bénéficier. Et on n’est pas si loin de ça; on se rapproche rapidement de cet objectif
, poursuit-il.
Découverte - 27 septembre 2020 - La boxe en mode virtuel
Pour l'heure, le décompte vers Paris affiche environ 100 jours au compteur. Le début d'un sprint au bout d'un marathon de préparation, mais une seule étape au cœur d'un long parcours.
Ce que souhaite l'INS, c'est d'être un leader en performance durable
, conclut François Bieuzen.
Longtemps, la performance primait sur tout – et elle doit demeurer centrale –, mais je serais très heureux d’aider nos athlètes à avoir des carrières plus longues, à compétitionner en bonne santé et que leurs corps soient encore fonctionnels à 100 % à la retraite.
Mon objectif est d’innover pour mettre en place des méthodes d'entraînement, de l'accompagnement qui permet de créer des performances durables et avoir des athlètes parfaitement heureux de faire le sport qu’ils aiment, tout en conservant l’objectif de performer au plus haut niveau.
Pour ça, il faut innover, et l’INS s’est donné le défi de se pencher sur la question. Peu importe le nombre qui sera affiché au tableau des médailles canadiennes à la fin de la quinzaine parisienne, le succès de ses athlètes sera aussi mesuré par leur santé physique et psychologique, souvent calculée par l'étendue du sourire.
C'est aussi ça, arriver à quelque chose de grand.
