Données multimodales sur la locomotion bipède lors d’enregistrements prolongés sur tapis roulant à vitesses variables

Pourquoi étudier la marche et la course est important

Chaque pas que vous faites reflète une chorégraphie complexe entre muscles, articulations et le sol sous vos pieds. Comprendre cette chorégraphie aide les scientifiques à concevoir de meilleurs équipements sportifs, des programmes de rééducation plus sûrs et des dispositifs portables plus intelligents. Cet article présente un riche jeu de données ouvert de personnes marchant, randonnant et courant sur un tapis roulant en étant équipées de capteurs, offrant aux chercheurs une vue détaillée de la façon dont le corps se déplace et dont les forces s’exercent sur lui pendant de longues périodes.

Comment le laboratoire de tapis roulant était installé

Pour capturer des mouvements naturels tout en gardant un contrôle précis, l’équipe a invité 18 adultes en bonne santé dans un laboratoire de marche haute technologie. Les participants portaient des vêtements de sport près du corps, leurs propres chaussures de course neutres et un harnais de sécurité au-dessus d’un tapis roulant à double bande. Sous les semelles de chaque chaussure, des inserts sensibles à la pression mesuraient l’intensité de l’appui des différentes zones du pied. De petits capteurs de mouvement étaient collés sur chaque chaussure et sur le bas du dos, tandis que 43 marqueurs réfléchissants étaient fixés sur des points clés du corps pour qu’un ensemble de caméras infrarouges puisse suivre le mouvement complet du corps en trois dimensions.

Ce que les volontaires ont réellement fait

Chaque personne a effectué trois séances sur tapis roulant totalisant environ 40 minutes. Les vitesses du tapis étaient contrôlées avec soin pour couvrir la marche confortable, la randonnée soutenue comme on pourrait en faire sur un sentier, et la course à deux niveaux plus rapides. Les séances mêlaient périodes actives et courtes pauses, en commençant par un échauffement et en terminant par un retour au calme. La plupart des participants ont également couru à la vitesse la plus élevée testée. Ce mélange a créé des enregistrements longs et continus avec de nombreux changements de vitesse, ce qui se rapproche davantage de la façon dont les gens se déplacent en dehors du laboratoire que de simples marches courtes et linéaires.

De nombreux capteurs, une seule ligne temporelle partagée

Pendant ces séances, plusieurs systèmes enregistraient des données simultanément. Les plates-formes de force intégrées au tapis ont mesuré avec quelle intensité chaque pied poussait et tirait sur le sol. Les caméras de capture de mouvement suivaient les positions des marqueurs pour reconstruire les angles articulaires des jambes, des hanches, des bras et du bassin. Les capteurs portables enregistraient l’accélération et la rotation à des taux d’échantillonnage très élevés, et les semelles de pression consignaient la répartition des charges sur la plante du pied. Les chercheurs ont aligné manuellement le démarrage de chaque enregistrement et fournissent également des listes d’événements, comme les instants précis de contact et de décollage de chaque pied, afin que les utilisateurs puissent affiner la synchronisation entre les appareils.

Comment les données ont été nettoyées et emballées

Les enregistrements bruts de capture de mouvement incluent souvent des brèves lacunes, des marqueurs mal étiquetés ou de petits problèmes de synchronisation. L’équipe a utilisé une série d’étapes de traitement standardisées pour reconstruire les positions de marqueurs manquants, vérifier la qualité de l’étiquetage et convertir l’ensemble dans des formats de fichiers largement utilisés. Ils rapportent que presque toutes les essais présentaient des informations sur les marqueurs complètes ou quasi complètes, avec en moyenne plus de 99 % des marqueurs correctement suivis. Pour faciliter la réutilisation, les données ont été regroupées en archives par participant et les pipelines de traitement exacts ainsi que les scripts informatiques personnalisés ont été documentés et partagés ouvertement.

À quoi cette ressource peut servir

Le jeu de données final suit les règles modernes de la science ouverte, ce qui le rend facile à trouver, à accéder, à combiner avec d’autres données et à réutiliser. Les chercheurs peuvent explorer comment les angles articulaires et les forces au sol évoluent de la marche à la course, tester des méthodes d’estimation des forces à partir de capteurs portables seuls, ou étudier comment les personnes s’adaptent au cours d’efforts prolongés. D’autres peuvent construire ou vérifier des modèles informatiques de puissance de course sans répéter l’ensemble de l’expérience. En publiant non seulement les mesures mais aussi les outils utilisés pour les traiter, les auteurs fournissent une base solide pour des travaux futurs en sciences du sport, en rééducation et dans les technologies portables.

Citation: Krumm, D., Koska, D., Wakode, J. et al. Multimodal data on bipedal locomotion during prolonged treadmill recordings at varying speeds. Sci Data 13, 761 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07445-3

Mots-clés: analyse de la marche, course sur tapis roulant, capteurs portables, pression plantaire, jeu de données biomécanique