Comment fonctionne le contrôle de mouvement

C'est l'un des moments les plus fous de l'Ancien Testament de tous les temps : Moïse - un prophète de bonne foi dans trois (oui, trois !) grandes religions mondiales - lève sa verge haut dans les airs et ordonne aux vents de séparer la mer Rouge.

C'est là que ça devient génial, parce que les vents font exactement cela ; sinon, c'est juste l'histoire d'un vieil homme qui crie après de l'eau.

Maintenant présenté avec une voie d'évacuation, Moïse conduit les enfants d'Israël à travers le fond marin, flanqué des deux côtés par d'impossibles murs d'eau de tempête. Lorsqu'ils émergent sur l'autre rive, le barbu lève une fois de plus sa canne et ordonne aux eaux de retomber sur l'armée de poursuite du pharaon.

Les explications de ce magnifique exploit varient, bien sûr. Les littéralistes fidèles attribuent tout cela à l'intervention divine, tandis que d'autres se tournent vers les anomalies atmosphériques ou le pouvoir du mythe.

Mais considérons une autre option : la technologie de contrôle de mouvement.

Bien sûr, cette explication nécessite également l'existence d'une technologie ancienne - des machines capables de maîtriser le vent et de détourner de grandes étendues d'eau. Mais la fidèle canne de Moïse donne vie à tout, alors ouvrons cette canne fantaisiste et voyons quelle sorte de technologie elle pourrait contenir, d'accord ?

1. Alors que les gyroscopes tournent
2. Accéléromètre ? Je la connaissais à peine !
3. Lumières, Caméras, Action
4. Note de l'auteur

Oui, des gyroscopes .

Vous vous souvenez peut-être de ce gadget du coffre à jouets de votre enfance, où il vivait dans la lie à côté d'une liasse de ficelle nouée. Les plus assidus d'entre vous l'ont peut-être fait tourner sur le sol comme une toupie ou l'ont dansé sur une ficelle avant de le bannir dans l'ombre.

Mais les gyroscopes - gyroscopes en abrégé - sont plus que de simples jouets oubliés. Contrairement au M. Potato Head sans visage de votre enfance, ce petit appareil joue un rôle vital dans certaines des machines les plus complexes de la Terre - ou en orbite autour d'elle. Le système de pilotage automatique d' un avion dépend des gyroscopes pour maintenir le niveau de l'engin, et les gyroscopes à moment de contrôle ( CMG ) aident à s'assurer que la Station spatiale internationale et le télescope spatial Hubble sont orientés dans la bonne direction lorsqu'ils tournent autour de la planète.

Tout se résume à une propriété physique connue sous le nom de précision , le mouvement en forme de cône de l'axe d'un corps en rotation. Une fois que vous démarrez un gyroscope en rotation, son axe continue à pointer dans la même direction.

L'article « Comment fonctionnent les gyroscopes » approfondit la précision - et comprend quelques illustrations utiles - mais vous pouvez y penser en termes de simple conscience directionnelle. Nous savons que le soleil se lève à l'ouest, donc peu importe à quel point vous parvenez à vous perdre pendant la nuit, vous saurez au moins dans quelle direction se trouve l'aube. Les gyroscopes nous permettent de créer des machines capables de mesurer ou de maintenir l'orientation dans un espace physique, une capacité pratique à avoir lorsque votre avion est, par exemple, englouti par des nuages.

Comment cela est-il pris en compte dans le contrôle du mouvement et la fabuleuse canne de Moses ? Eh bien, regardez simplement l'iPhone 4, le Wii Motion Plus et le PlayStation Move. Ces smartphones et contrôleurs de jeu dépendent en partie de minuscules gyroscopes qui permettent à un appareil de détecter les mouvements par rapport à un point fixe, comme votre console de jeu ou le smartphone que vous tenez en main.

Imaginez donc le prophète hébreu barbu levant une manette Wii au lieu d'un bâton et vous obtenez l'idée générale.

Moïse pointe sa verge vers le ciel, activant les moteurs de Yahweh. Partie eaux. Les anciens esclaves s'exilent. Les gyroscopes peuvent bien être pris en compte dans la conception du fabuleux bâton de Moses, mais tout comme votre smartphone, il peut également être doté d'un accéléromètre .

Un accéléromètre est un appareil qui permet de mesurer le taux d' accélération , causé par la gravité ou par le mouvement. Moïse agite son bâton dans les airs ; Moïse le lance comme un bâton et l'attrape par l'envers. S'il y avait un accéléromètre là-dedans, il pourrait synchroniser le mouvement et la vitesse de la tige.

Plusieurs types d'accéléromètres vivent à l'intérieur de nos gadgets. Par exemple, les accéléromètres piézoélectriques (tels que celui d'un iPhone) dépendent de matériaux tels que des cristaux, qui génèrent des charges électriques lorsqu'une contrainte est appliquée - un événement mesurable connu sous le nom d' effet piézoélectrique .

D'autres accéléromètres fonctionnent en calculant la résistance électrique des matériaux soumis à des contraintes mécaniques ou à des changements de résistance dus à un champ magnétique. Des accéléromètres plus avancés dépendent de la technologie des systèmes micro-électromécaniques ( MEMS ) à l'échelle nanométrique .

Les accéléromètres de votre smartphone ou attachés à votre short de sport vous indiquent la distance parcourue sur le tapis roulant . Les accéléromètres à l'intérieur de votre télécommande Wii détectent l'inclinaison, le mouvement et la vitesse de vos mouvements frénétiques de bras - et lorsque ces entrées sont transmises à la console de jeu elle-même, vos mouvements influencent l'action dans le jeu.

Alors, la tige de Moïse était-elle équipée de la nanotechnologie de l'accéléromètre ? Un mouvement peut provoquer la séparation des eaux, tandis qu'un autre les fait s'effondrer dans un torrent de récompense biblique.

Voici une autre possibilité : Et si le magnifique bâton de Moïse n'était vraiment rien de plus qu'un bâton de marche ? Peut-être que toute cette machinerie cachée qui séparait la mer s'est simplement activée lorsque le prophète barbu a fait les mouvements appropriés.

Encore une fois, le type de technologie capable de séparer la mer est un peu au-delà même de notre époque moderne - mais des machines qui réagissent à nos mouvements ? Pourquoi ceux-ci sont tout autour de nous.

Visitez l'épicerie locale, où vous remarquerez un petit détecteur de mouvement qui utilise une simple forme de radar pour savoir quand activer la porte. Ce détecteur de mouvement émet de l'énergie radio micro-ondes (ou des ondes sonores ultrasonores), qui rebondit sur le sol et retourne au capteur. Marchez devant son détecteur de mouvement et ces ondes d'énergie rebondiront un peu plus tôt - directement sur votre corps. Le détecteur enregistre un changement dans le temps nécessaire au retour des ondes, il ouvre donc les portes pour laisser passer ce changeur.

Votre mouvement contrôle une porte automatique. La même technologie radar allume les projecteurs de sécurité lorsque quelqu'un passe ou déclenche une alarme de sécurité à domicile lorsqu'un objet suffisamment grand se déplace dans une pièce. Les systèmes basés sur la lumière ont un faisceau de lumière ou un faisceau laser qui couvre l'espace entre une source de lumière et un capteur. Brisez ce faisceau avec vos mouvements et l'alarme retentit.

Le capteur Kinect de la Xbox 360 représente un système de détection de mouvement encore plus remarquable. Le gadget s'appuie sur un projecteur infrarouge et un capteur pour visualiser même une caverne d'homme faiblement éclairée d'une salle de jeux en 3D. Une fois que le système Kinect a cartographié la pièce, il passe aux humains.

Le Kinect détecte et suit 48 points sur le corps de chaque joueur et les mappe sur une reproduction numérique du corps de ce joueur. Même un haussement d'épaules désinvolte - ou la levée dramatique d'une baguette mystique de l'Ancien Testament - devient une entrée de contrôle.

Alors voilà : trois façons principales dont les systèmes de contrôle du mouvement nous permettent de contrôler les gadgets et les programmes avec nos mouvements corporels. L'un ou l'autre d'entre eux pourrait éventuellement donner à la tige de Moïse le pouvoir d'activer une super machine qui sépare la mer.

Bien sûr, Moïse transforme également la verge en serpent à un moment donné. Vous êtes seul à trouver cette astuce.

J'ai rédigé Moïse pour qu'il apparaisse dans cet article au début du processus de recherche. Vous voyez, la science est fascinante, mais la technologie est également omniprésente. Nous bougeons nos corps et regardons les machines nous obéir chaque jour. Gros problème, non ?

Alors, je me suis tourné vers Moïse, cette figure célèbre de la tradition hébraïque, chrétienne et islamique. Vous vous souviendrez peut-être aussi de lui en tant que mec à l'allure de sorcier joué par Charlton Heston dans "Les Dix Commandements" ou exprimé par Val Kilmer dans le film d'animation "Le Prince d'Egypte". En le travaillant dans l'article, j'ai trouvé plutôt astucieux de penser que si la technologie moderne pouvait faciliter un système de contrôle à base de tiges, un système de type Kinect pourrait tout aussi bien dépendre de rien de plus qu'un bâton en bois.

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Sources