Contenu de la page

Coordination visuomotrice durant le vol spatial

Chercheurs principaux

L'expérience de coordination visuomotrice durant le vol spatial est financée par le Programme des sciences spatiales de l'Agence spatiale canadienne et est réalisée par M. Barry Fowler de l'Université York à Toronto en collaboration avec M. Omar Brock, autrefois de l'Institut de sciences terrestre et spatiale de Toronto et maintenant rattaché au Deutsche Sporthochschule Koeln, en Allemagne.

Description de l'expérience

L'expérience, qui fut menée à bord de la navette, vise à mesurer la légère perte de coordination œil-main observée chez les astronautes lorsqu'ils travaillent dans les conditions d'impesanteur de l'espace et qui peut engendrer des problèmes de sécurité et ralentir considérablement la progression de leurs travaux.

Sur Terre, le système nerveux de l'être humain tient compte de la pesanteur dans l'exécution de simples mouvements, comme pointer un objet du doigt ou attraper une balle. Le cerveau enregistre l'information provenant des yeux, de l'oreille interne, des nerfs, des articulations et des muscles pour commander des mouvements précis et non saccadés. Dans l'espace cependant, l'oreille interne ne fournit plus au cerveau l'information utile sur le « haut » et le « bas » et les nerfs des articulations perçoivent les mouvements des membres non soumis à la pesanteur.

Contrairement à ce qui se produit normalement sur Terre, les astronautes en mission spatiale peuvent éprouver de la difficulté à évaluer les distances, même les distances très courtes. Le système nerveux des astronautes doit donc s'adapter aux conditions d'impesanteur.

Modalités de l'expérience

L'expérience fut réalisée par quatre astronautes avant, pendant et après le vol au cours de séances de 30 minutes; l'installation de coordination visuomotrice (VCF), conçue et construite par Bristol Aerospace Limited de Winnipeg, est l'instrument qui a permis de réaliser l'éxpérience. 

La VCF est un appareil qui projette des cibles visuelles sur un écran. L'astronaute doit tenter de pointer dans la direction des cibles qui se déplacent sur l'écran, de les saisir tandis qu'elles changent de taille et d'en suivre le mouvement circulaire. Durant l'expérience, l'astronaute porte un gant conçu spécialement pour détecter avec précision les mouvements de la main et enregistrer le temps de réaction.

Des diodes électroluminescentes sont placées sur le bout des doigts du gant et fournissent des informations à la VCF qui produit un enregistrement des mouvements en trois dimensions. On compare les habiletés motrices démontrées par les astronautes au début, au milieu et à la fin de la mission afin de détecter les changements de performance et de suivre l'adaptation du système nerveux au fur et à mesure que les astronautes s'ajustent aux conditions d'impesanteur. On parvient ainsi à déterminer si les êtres humains peuvent, de façon naturelle, ajuster leurs mouvements pour s'adapter à la microgravité. Des résultats affirmatifs aplaniraient de nombreuses difficultés et simplifieraient la préparation de longs séjours à bord de stations spatiales, mais dans le cas contraire, l'équipe de M. Fowler étudiera les résultats de l'expérience afin de définir la meilleure façon d'aider les astronautes à contourner ce problème.

Retombées

Les résultats de l'expérience intéressent également les ingénieurs en avionique puisqu'ils permettent de concevoir des instruments de bord plus sûrs pour les navettes spatiales et les avions à grande vitesse. En prévoyant avec précision les réactions d'un pilote au cours de périodes continues ou intermittentes d'impesanteur, les ingénieurs peuvent repenser l'organisation stratégique de l'instrumentation en fonction de la capacité de coordination réduite du pilote. 

De nouvelles méthodes de programmation des robots ont été mises au point au cours de l'élaboration de l'expérience de coordination visuomotrice durant le vol spatial  de M. Bock. En raffinant davantage ces méthodes, on pourrait amener les robots à accomplir diverses tâches complexes.