Le projet Nutrino: bilan et perspectives

Contexte

Danone Research et OLPC France ont collaboré à l’élaboration d’un logiciel de jeu pédagogique autour de la nutrition. Cette collaboration a pris la forme de l’embauche par Danone Research d’une stagiaire co-encadrée par Danone Research et OLPC France. Le stage s’est déroulé pendant 6 mois d’avril à octobre 2011. La stagiaire était Stefanie Nobel, élève ingénieur à l’EPF. L’encadrement Danone Research était réalisé par Jean-Michel Antoine, Directeur Expert Nutrition à Danone Research. L’encadrement OLPC France était réalisé par Lionel Laské, président de l’association OLPC France.

Le rapport de stage est disponible ici. Une présentation fonctionnelle et technique de l’activité et a eu lieu en septembre 2011 au cours du SugarCamp #2 organisé par OLPC France, la vidéo est disponible ici. Enfin les sources de l’application sont disponibles ici.

Le centre Daniel Carasso de Danone

Objectifs

Les objectifs de ce le logiciel étaient:

• De permettre aux enfants de comprendre l’importance de la nutrition sur leur état de santé sans utiliser les concepts théoriques de la nutrition (classification des aliments, apports caloriques, …),
• De donner envie aux enfants de diversifier leur alimentation et découvrir de nouveaux goûts en prenant plaisir à élaborer des recettes de cuisine et les partager avec leurs camarades,
• De permettre à Danone et d’autres membres de la communauté scientifique la collecte d’informations alimentaires anonymes afin de mieux comprendre les modes d’alimentation des enfants dans différents pays.

En classe à Nosy Komba

Principes du logiciel

Les principes du logiciel avaient été posées au cours d’un atelier animé par Olivier Maurel de Danone Communities en février 2010 à L’Atelier BNP. Le compte-rendu de cet atelier est disponible ici.

Le principe retenu pour le jeu est de faire vivre un avatar virtuel représentant l’enfant. L’état de santé de l’avatar est matérialisé par la valeur de différentes jauges. L’enfant peut préparer des recettes et nourrir l’avatar pour améliorer la valeur des jauges. L’enfant peut aussi faire réaliser différentes activités physiques à son avatar pour diminuer la valeur des jauges. En optimisant au mieux l’absorption des aliments et la pratique des activités, l’enfant peut ainsi matérialiser concrètement l’importance de la nutrition sur la santé de son avatar, et donc sur lui-même.

Le schéma ci-dessous décrit les éléments clés constituants le logiciel réalisé.

Les paragraphes suivants détaillent ces éléments.

La base alimentaire

Pour ce logiciel il est nécessaire de disposer des valeurs nutritionnelles des différents aliments qui vont être utilisés par l’enfant. Concrètement nous avons choisi d’utiliser la décomposition de chaque aliment en 22 constituants essentiels: eau, valeur énergétique totale, Protéines, Lipides, Sucres, Calcium, Fer, Magnésium, … Chaque valeur étant fixée pour 100g de produit.

Ces valeurs doivent être disponibles pour des aliments bruts (par exemple: tomate), pour des aliments transformés (par exemple: purée de tomates) et pour des aliments traités car ils contiennent des additifs supplémentaires (dont du sucre ou du sel) ajoutés en usine.

Comme cela est décrit ci-dessous, ces valeurs pourront être renseignées par un administrateur du logiciel, néanmoins des valeurs de bases sont fournis dans le logiciel. Ces valeurs sont issues de la base de données du département de l’agriculture américain (détail ici) qui contient plus de 7000 aliments et que nous avons repris en partie dans le logiciel.

La base des activités

Les activités sont les différentes activités physiques qu’il est possible de faire réaliser à son avatar. Ce sont du sport, des déplacements, des jeux, … Ces activités entrainent une fatigue de l’enfant et donc une consommation de nutriments. Pour simplifier, nous avons donc considéré qu’une activité pouvait être représentée par l’ensemble des valeurs des constituants dont il entraine la dépense (en quelque sorte un « aliment en négatif »). Nous avons calculé ces valeurs pour 1 minute de chacune d’activité et nous les avons insérées dans le logiciel.

Sur ce même principe, nous considérerons que la maladie est une activité spécifique qui va entrainer plus de dépense que la normale.

Le moteur

Le coeur du logiciel est constitué par un moteur qui représente les effets de l’alimentation. L’objectif de ce moteur est à la fois de proposer une représentation réaliste des mécanismes de la digestion et des phénomènes d’absorption et de dépenses des nutriments, tout en proposant un algorithme suffisamment simple pour être intégré dans un jeu informatique.

Concrètement le moteur s’appuie sur la base alimentaire et la base des activités pour calculer les apports et les dépenses de nutriments et valoriser l’état des différentes jauges de l’avatar. Le moteur s’appuie aussi pour cela sur un tableau indiquant les valeurs journalières des différents nutriments nécessaire s pour un enfant.

Il faut noter néanmoins que le moteur a nécessité quelques simplifications. Pour l’énergie dépensée lors d’un effort par exemple, celle-ci peut venir soit des glucides, soit des lipides. On dépense 100 % du sucre quand on fait une activité sportive intensive et non habituelle, contre 40% du sucre et 60% du gras quand on fait une activité sportive peu intensive et routinière. Pour simplifier ce point précis par exemple, le moteur considère aujourd’hui une dépense non habituelle et donc une dépense de sucre.

La réalisation des recettes

L’un des objectifs du jeu consiste à réaliser des recettes. Cela se présente dans le jeu en deux étapes:

• sélections des aliments composants la recette,
• réalisation de la recette en préparant et mélangeant les aliments.

Pour des raisons de temps, seule la sélection des aliments a été développé aujourd’hui dans le jeu. Cette sélection consiste à choisir sur des étalages différents (fruits et légumes, boucherie, produit laitiers et produits autres) les ingrédients. Plus précisément, on sélectionne un stand puis on clique sur l’image de l’aliment choisi ou on utilise le moteur de recherche textuel pour le trouver. Enfin, on choisi la quantité souhaitée en grammes ou nombre de « portions » dont nous estimons le poids pour chaque aliment. Tous les aliments sélectionnés s’ajoutent à une liste qui sera utilisée pour la préparation de la recette.

La réalisation de la recette consiste à combiner des aliments en utilisant des ustensiles et différents mode de préparation (couper, cuire, …). Chaque étape est automatiquement enregistrée sur le livre de recette afin de pouvoir être partagée.

Le paramétrage

D’un pays à l’autre, il y a une grande variété de manière de se nourrir. Dés sa conception, le jeu a été prévu pour tenir compte de cette diversité. Elle se matérialise par des possibilités de paramétrages du jeu à différents niveaux.

En premier lieu par les aliments. La base alimentaire fournie en standard peut ainsi très facilement être adaptée pour proposer uniquement des aliments spécifiques au pays où le jeu sera déployé. La composition des aliments dans leurs constituants élémentaires peut également être modifiée pour tenir compte de variétés locales ou de facteurs environnementaux modifiant leur absorption. L’interface de choix des aliments peut également être configurée afin que les aliments visibles en priorité sur les stands soient les aliments les plus courants dans le pays.

Enfin, au même titre que les aliments, la base des activités disponibles (jeux, sports, …) est configurable de même que la dépense de nutriments qu’ils provoquent afin de tenir compte par exemple des conditions climatiques dans lesquels elles sont pratiquées.

Tracabilité

De manière à permettre la collecte des informations sur les modes d’alimentation des enfants, chaque action du jeu est tracée. Ainsi l’absorption de nourriture par l’avatar et la réalisation des activités physiques sont enregistrées dans un fichier de trace en détaillant la composition des éléments mis en jeu.

Même si ce n’est pas encore le cas dans la version actuelle du jeu, l’objectif est de pouvoir centraliser et transmettre ces informations dans un but d’enquête alimentaire. On peut par exemple imaginer mesurer la composition d’un ou plusieurs repas d’un ensemble d’enfants pendant plusieurs jours ou plusieurs semaines.

Démonstration

La vidéo ci-dessousprésente une séquence d’utilisation complète du jeu. Dans un premier temps on choisi ses aliments (ici du Boeuf, des pâtes, du fromage un yaourt, des pêches et un verre d’eau), on les consomme ce qui augmente les compteurs de l’avatar.

Cliquer ici pour voir la vidéo.

Puis on réalise une activité (ici une présentation pendant 1 h) ce qui provoque la diminution des compteurs.

Conclusion

Le jeu qui a été réalisé, même s’il n’est qu’à l’état de prototype opérationnel, nous permet de valider les concepts que nous essayions de démontrer:

1. Il est possible de représenter et faire comprendre les concepts de la nutrition sur la santé de manière ludique. Grâce à un moteur paramétrable s’appuyant sur une base alimentaire et une base d’activités, on peut avec quelques simplifications représenter la digestion, l’assimilation et la dépense des nutriments par le corps humain.
2. Il est possible de tracer l’alimentation et les dépenses des enfants afin d’envisager une collecte anonyme ou une enquête alimentaire.

Nous n’avons pas eu le temps de mettre en scène le plaisir de la découverte de nouveaux goûts et le partage en implémentant les fonctions de création de recette. Les premières maquettes que nous avons imaginé de ces fonctionnalités nous laisser néanmoins penser que cela est tout à fait réalisable.

La suite sera alors de transformer ce prototype en une réalisation complète à la fois fonctionnellement et sur le design et l’ergonomie afin de le rendre attractif pour les enfants.