La Prophétie Du « Royaume Spirituel » De Qian Xuesen S'est Réalisée ! Les Universités Jiaotong De Shanghai Et Tsinghua, Ainsi Que D'autres Équipes, Ont Développé Le Premier Système D'intervention Sportive En Réalité Virtuelle Au Monde, REVERIE, Pour Remodeler La Santé Cérébrale, Corporelle Et Mentale Des Adolescents.

Ces dernières années, le problème de l'obésité chez les adolescents s'est aggravé et s'est transformé en une crise de santé publique mondiale. On rapporte qu'entre 1990 et 2022, le nombre d'enfants et d'adolescents obèses âgés de 5 à 19 ans dans le monde a été multiplié par trois environ. Aider les jeunes à perdre du poids sainement, à être plus actifs et à développer des habitudes d'exercice physique durables grâce à des méthodes scientifiques est devenu un enjeu majeur de santé publique mondiale.

Je travaille actuellement en étroite collaboration avec l'équipe de l'académicien Jia Weiping et avec une équipe multidisciplinaire d'experts en sciences du sport, en médecine clinique, en psychologie et en neurosciences afin de développer un système de « domaine spirituel » pour une gestion intelligente et précise de la santé humaine. J'espère utiliser l'intelligence artificielle et la réalité virtuelle pour répondre aux problèmes complexes qui taraudent la communauté scientifique depuis de nombreuses années :Quels sont les effets de l’exercice physique dans le monde réel et des sports VR dans le monde virtuel (métavers) sur la santé physique et mentale humaine ?« C'est le travail de recherche révélé au monde extérieur par le professeur Sheng Bin de l'Université Jiao Tong de Shanghai dans une interview exclusive accordée à The Paper en mars 2022. Trois ans plus tard, ce résultat a été publié dans Nature Medicine. Mais derrière cette recherche qui a duré plusieurs années se cache en réalité un héritage de 35 ans de souvenirs et de rêves.

Français Le 23 juin 2025, l'équipe du professeur Li Huating du Shanghai Sixth People's Hospital affilié à la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai/Institut de stratégie et de développement de la santé active, et l'équipe du professeur Sheng Bin de l'école d'informatique et de technologie de l'université Jiao Tong de Shanghai/laboratoire clé d'intelligence artificielle du ministère de l'Éducation, par le biais de recherches collaboratives intermédicales et d'ingénierie, conjointement avec l'équipe du chercheur Wang Jihong de l'université des sports de Shanghai, l'équipe du professeur Zeng Rong de l'université des sciences et technologies de Shanghai/centre de recherche clinique de Shanghai, et l'équipe du professeur Lin Shuide de l'université nationale de Singapour, ont publié un article de recherche dans Nature Medicine intitulé « Système sportif de réalité virtuelle adaptatif basé sur l'IA pour les adolescents en excès de poids corporel : un essai contrôlé randomisé ».

L'équipe de recherche a créé le premier système d'intervention d'exercice intelligent en réalité virtuelle (RV) au monde, REVERIE (Real-world Exercise and VR-based Exercise Research In Education) pour le contrôle du poids chez les adolescents en surpoids ou obèses.Le système utilise de manière innovante un agent jumeau coach virtuel piloté par apprentissage par renforcement profond et basé sur l'architecture Transformer, et est optimisé par une interaction utilisateur itérative. Il peut fournir un accompagnement sportif sûr, immersif, empathique et efficace. Ses performances biomécaniques et sa réponse cardiaque à l'exercice ne diffèrent pas significativement de celles des sports réels du même type.

L'équipe de recherche a réalisé le premier essai contrôlé randomisé (ECR) au monde portant sur une intervention d'exercice en réalité virtuelle ciblant des adolescents en surpoids et obèses. L'étude a adopté de manière innovante un système d'évaluation multidimensionnel et a ajouté un groupe de référence d'exercice réel d'intensité égale, basé sur le modèle de contrôle traditionnel.Les effets combinés de l’intervention d’exercice de réalité virtuelle sur la santé du corps, de l’esprit et du cerveau des adolescents en surpoids et obèses ont été systématiquement analysés.Il couvre non seulement les indicateurs métaboliques, mais inclut également des dimensions telles que la condition physique, la santé mentale et la volonté de faire de l'exercice, et évalue avec précision l'impact potentiel des mesures d'intervention sur la fonction cognitive des adolescents (Figure 1).

Architecture technique et résultats de recherche

Le problème de l'obésité chez les adolescents continue de s'aggraver, ce qui non seulement augmente significativement le risque de maladies métaboliques, mais peut également entraîner un déclin cognitif persistant. Bien que l'activité physique soit la solution la plus efficace, les adolescents sont généralement confrontés à de réelles difficultés, telles qu'une faible volonté de faire de l'exercice, des barrières sociales et un manque d'accompagnement professionnel. Il est urgent de mettre en place un système d'intervention plus ciblé et plus humain en matière d'activité physique.

Dès les années 1990, M. Qian Xuesen a brillamment traduit la réalité virtuelle par « domaine spirituel » et prédit que cette technologie « élargirait considérablement la perception du cerveau humain, permettant ainsi aux individus d'entrer dans un monde nouveau et sans précédent, et qu'une nouvelle ère historique allait commencer ». Cela fait écho au concept d'« affichage ultime » proposé par Ivan Sutherland, le « père de l'infographie » dans les années 1960. Bien que la technologie de RV ait initialement montré des résultats dans le domaine médical et démontré un potentiel d'intervention, elle manque de retour d'information personnalisé et de recherche de vérification de haute qualité, ce qui limite son application.

Sur cette base, l'équipe a développé REVERIE, le premier système sportif de réalité virtuelle au monde conçu spécifiquement pour les adolescents, qui combine une expérience immersive avec un coaching intelligent.Une stratégie d'apprentissage par renforcement profond « pilotée par modèle combinée à un retour d'information en temps réel » est adoptée pour obtenir un guidage dynamique personnalisé.

premier pas,L’équipe a utilisé une technologie de capture de mouvement de haute précision.Les actions des entraîneurs professionnels dans le processus d’enseignement du tennis de table et du football ont été systématiquement collectées et un modèle d’entraîneur expert a été construit comme référence paradigmatique.

Étape 2 :En utilisant le modèle de coaching professionnel comme modèle de comportement cible,Combinez l’architecture Transformer avec la technologie d’apprentissage par renforcement profond pour former un agent coach virtuel doté de capacités d’enseignement autonomes.

Étape 3.Après le déploiement et l’exploitation, le système collecte en continu des données d’interaction entre l’agent coach virtuel et le jeune utilisateur.Apprentissage par renforcement continu et optimisation des stratégies pour les agents de coaching virtuel afin de réaliser une intervention sportive personnalisée auprès des adolescents. Les résultats de l'étude ont montré que le système REVERIE permet un coaching sportif sûr, efficace, immersif et empathique, avec des performances biomécaniques et une réponse cardiaque à l'exercice similaires à celles des activités sportives réelles du même type (Figure 2).

Dans les études cliniques contrôlées randomisées,Au total, 227 adolescents en surpoids ou obèses ont été inclus.Les sujets ont été répartis aléatoirement entre le groupe témoin, le groupe de tennis de table réel, le groupe de football réel, le groupe de tennis de table en réalité virtuelle et le groupe de football en réalité virtuelle. Le groupe témoin a conservé ses habitudes de vie et d'exercice physiques initiales, tandis que le groupe d'exercice physique a ajouté trois séances d'intervention sportive correspondantes par semaine, inspirées des cours d'éducation physique scolaires. Le groupe d'exercice réel et le groupe d'exercice virtuel ont contrôlé l'intensité de l'exercice dans la même plage d'intensité grâce à un brassard qui surveillait la fréquence cardiaque en temps réel, et le contenu de l'entraînement des compétences des deux groupes était cohérent. Tous les sujets ont bénéficié d'une gestion alimentaire uniforme pendant l'étude, et l'intervention a duré huit semaines.

Les résultats montrent queL’exercice de réalité virtuelle est comparable à l’exercice réel en termes de perte de graisse et d’amélioration métabolique, et présente des avantages en termes de capacité athlétique, de santé mentale et de maintien de la volonté d’exercice.En particulier, au niveau des fonctions cognitives, le groupe d'exercices de réalité virtuelle a montré une amélioration de la perception et de la précision de la mémoire de travail. L'imagerie fonctionnelle cérébrale a montré que l'exercice de réalité virtuelle déclenchait des activités plus complexes, hiérarchiques et reconstructives des réseaux cérébraux, régulant dynamiquement l'interaction entre les principaux réseaux neuronaux et améliorant l'efficacité et la plasticité neuronales (Figure 3 a, b).

Afin d'explorer plus en détail les mécanismes possibles des interventions de RV et d'exercice physique réel chez les adolescents en surpoids et obèses, l'équipe de recherche a utilisé une analyse multi-omique intégrée et a constaté que les caractéristiques du microbiome intestinal, du métabolome et du lipidome changeaient significativement après un exercice de RV, tandis que des changements significatifs dans le protéome étaient principalement observés après une intervention d'exercice physique réel. Les régions cérébrales associées aux caractéristiques multi-omiques différentielles étaient particulièrement concentrées dans le lobe frontal, le lobe temporal et le précunéus, et étaient étroitement liées aux indicateurs cognitivo-comportementaux (Figure 3 c). Le mécanisme d’amélioration de la fonction cognitive après un exercice de réalité virtuelle peut inclure deux voies :Premièrement, elle affecte la fonction cognitive via l’axe microbiote intestinal-cerveau ; deuxièmement, l’interaction entre les protéines et les métabolites affecte conjointement la fonction cognitive.

Importance de la recherche et perspectives d'avenir

Cette étude a permis de créer REVERIE, le premier système d’intervention sportive en réalité virtuelle au monde basé sur l’apprentissage par renforcement profond.Le premier agent coach virtuel qui combine l'architecture Transformer avec l'apprentissage par renforcement.Elle a été la pionnière d’une nouvelle forme d’intervention sportive numérique ;A réalisé le premier essai contrôlé randomisé (ECR) au monde sur les exercices de réalité virtuelle pour les adolescents en surpoids et obèses.Il fournit une médecine fondée sur des preuves de haut niveau pour la thérapie par l'exercice de réalité virtuelle ; il intègre de manière innovante la technologie d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle de l'état de la tâche et l'analyse multi-omique pour révéler les mécanismes neuronaux et moléculaires possibles par lesquels l'exercice de réalité virtuelle améliore la fonction cognitive.

Le système REVERIE fournit non seulement une nouvelle solution numérique « physiologique-psychologique-cognitive » pour l'intervention contre l'obésité chez les adolescents,Il fournit également une base théorique pour l’application approfondie de la technologie de réalité virtuelle dans le domaine médical ; il fournit non seulement une voie technique révolutionnaire pour les stratégies d’intervention contre l’obésité, mais fournit également un paradigme pratique pour une gestion précise de la santé rendue possible par l’intelligence artificielle.

Le système REVERIE aide les adolescents en surpoids et obèses à perdre du poids tout en favorisant l’acquisition de compétences motrices.Poser les bases d'un mouvement continu ; améliorer l'efficacité neuronale et la neuroplasticité, améliorer considérablement la mémoire, l'attention et l'agilité mentale ; établir la volonté de bouger activement,Permettre aux jeunes de passer de la « participation passive » au « choix actif ».Lorsque l'acquisition de compétences, l'amélioration cognitive et le développement de la motivation forment un cycle complet, on espère que l'exercice physique pourra être intégré à la vie quotidienne et que des habitudes d'exercice durables pourront être développées. Cela permettra aux jeunes d'acquérir un corps sain, un esprit agile et une attitude positive grâce à l'exercice, résolvant ainsi fondamentalement le problème de l'obésité et établissant des bases solides pour leur croissance.

Nature Medicine a également publié un commentaire intitulé « Les sports de réalité virtuelle pour lutter contre l'obésité pédiatrique », déclarant que « REVERIE est une étude historique qui jette les bases de futures recherches et soutient l'utilisation des sports de réalité virtuelle comme une stratégie innovante, efficace et sûre pour améliorer et renforcer la santé des adolescents en surpoids. »

Sheng Bin de l'Université Jiao Tong de Shanghai, co-auteur correspondant de cette étude, estime que la réalité virtuelle est essentiellement l'exploration de la cognition humaine de l'origine du monde sous l'hypothèse philosophique du « cerveau dans une cuve ».L'étude REVERIE a brisé cette hypothèse : la réalité virtuelle n'est plus une expérience de simulation de perception fermée, mais plutôt une intervention de résonance symphonique du système nerveux physiologique humain en mode numérique.Son impact sur le corps et l'esprit révèle une cartographie multidimensionnelle de la physiologie, de la biochimie et des neurosciences. Il ne s'agit pas seulement d'une itération technologique, mais aussi d'un bond en avant dans le paradigme cognitif : lorsque la RV reconstruira la matrice de perception grâce à la stimulation coordonnée de la vision, du toucher et même du système vestibulaire, il faudra l'envisager sous un angle futur. En effet, pendant la période de pointe de la neuroplasticité adolescente, le seuil de durée et le rythme de fréquence des interventions en RV doivent encore être décryptés par des recherches futures. « L'exploration actuelle n'est qu'un début et la première étape de l'exploration humaine à cet égard » – seules des recherches futures et continues pourront véritablement définir un nouveau système de coordonnées pour la santé physique et mentale humaine à l'ère de l'intelligence numérique.

À propos de l'auteur

Le professeur Li Huating de l'Institut de stratégie et de développement de la santé active du sixième hôpital populaire affilié à la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai, le professeur Sheng Bin du laboratoire clé d'intelligence artificielle du ministère de l'Éducation, de l'école d'informatique et de technologie de l'université Jiao Tong de Shanghai, le professeur Lin Shuide de l'université nationale de Singapour et le professeur Zeng Rong de l'université ShanghaiTech/centre de recherche clinique de Shanghai sont les co-auteurs correspondants de cet article.

Les co-premiers auteurs de cet article sont Wang Jihong, chercheur à l'Université des sports de Shanghai, Qin Yiming, chercheur postdoctoral à la Faculté de médecine de l'Université Tsinghua, Wu Qian, doctorant au Sixième Hôpital du Peuple affilié à la Faculté de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai (superviseur : Professeur Li Huating), Zeng Dian, chercheur postdoctoral à la Faculté de médecine de l'Université Tsinghua, le Dr Gao Xiaojing de l'Université ShanghaiTech/Centre de recherche clinique de Shanghai, Wang Qinyi, doctorant au Sixième Hôpital du Peuple affilié à la Faculté de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai (superviseur : Professeur Li Huating), Li Zhen, professeur associé à l'Université des sports de Shanghai, Ni Yueqiong, chercheur au Sixième Hôpital du Peuple affilié à la Faculté de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai, Li Haoxuan, doctorant à l'Université des sports de Shanghai (superviseur : Professeur Sheng Bin), Zhang Ping, professeur à l'Université d'État de l'Ohio, et Guo Jingyi, chercheur adjoint au Sixième Hôpital du Peuple affilié à la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai.

Français De plus, cette étude a été soutenue par le professeur Jia Weiping du sixième hôpital du peuple affilié à la faculté de médecine de l'université Jiao Tong de Shanghai, le professeur Huang Tianyin et son équipe, le professeur Felipe Fregni de la faculté de santé publique T.H. Chan de Harvard, le professeur Wu Jiarui, directeur du National Protein Science Research Facility (Shanghai), le professeur Wu Enhua de l'Institut des logiciels de l'Académie chinoise des sciences, le professeur Ma Xindong de l'université Tsinghua, le professeur Xu Aimin de l'université de Hong Kong, le professeur Huang Zhifeng de l'université de médecine de Wenzhou, le professeur Jinman Kim de l'université de Sydney, le chercheur adjoint Huang Xiaojun de l'université des sports de Shanghai, le professeur associé Bi Lei de l'institut de médecine translationnelle de l'université Jiao Tong de Shanghai, le professeur Shen Dinggang et son équipe de l'école de génie biomédical de l'université ShanghaiTech, du bureau de l'éducation du district de Baoshan, de l'équipe féminine de football de Shanghai et de l'académie de tennis de table de Chine, ainsi que d'autres experts multidisciplinaires et équipes de recherche. Cette étude a été financée par le projet communautaire de pratique d'application de l'enseignement de l'informatisation de l'éducation et par le projet national d'innovation scientifique et technologique 2030 - Projet national majeur de science et technologie de la Commission nationale de la santé.