Co-animateurs/animatrices de l’axe :
F. Ababsa (IBISC) ; J.-M. Burkhardt (IFSTTAR) ; E. Monacelli (LISV) ; A. Perrot (CIAMS) ; N. Roche (End:icap) ;

Ce thème étudie comment et dans quelle(s) condition(s) les simulateurs et la Réalité Virtuelle et Augmentée peuvent contribuer à mieux appréhender et assister la mobilité humaine, qu’il s’agisse de mobilité contingente à d’autres activités ou de mobilité avec un objectif d’activité physique. Il est abordé au travers de quatre sous-thèmes en relation. Le premier concerne l’analyse des émotions et du comportement en Réalité Virtuelle et Augmentée en mobilité ou en lien avec les données de posture et du mouvement. Le second aborde la conception et l’évaluation de l’interaction et d’interfaces pour l’assistance à la navigation. Le troisième concerne la promotion de l’activité physique et réhabilitation via les exergames. Enfin, le dernier sous-thème concerne la conception et l’évaluation de la validité externe des simulateurs et des environnements de réalité mixte, qu’il s’agisse de simulateurs d’apprentissage ou d’étude.

Les travaux à orientation technologiques et “facteurs humains” s’y combinent dans le cadre d’approches multidisciplinaires de la recherche sur le mouvement et le comportement, avec un intérêt pour les questions liées à la régulation des émotions, à la cognition située tant individuelle que sociale, et aux situations de mobilité avec ou sans assistance. Les recherches menées sous l’angle à la fois des sciences humaines et des sciences de l’ingénieur impliquent le cas échéant la mesure en situation de mobilité ainsi que le développement et l’évaluation centrée-utilisateurs de prototypes.

Le thème Mobilité et activité physique : réalité mixte et facteurs humains recouvre les sous-thèmes pluridisciplinaires suivants :

Sous Thème 1 : Analyse des émotions et du comportement en Réalité Virtuelle et Augmentée (Analysing Emotion and behaviour in Virtual and Augmented Realities)

 PI : F. Ababsa (IBISC), M. Anastassova (CEA-LIST/LISA), R. Lobjois (IFSTTAR-LEPSIS), J.-C. Martin (LIMSI-CPU), A Dommes (IFSTTAR – LEPSIS),J.-M. Burkhardt  (IFSTTAR-LPC)

Co-I : S. Espié (IFSTTAR), C Le Scanff (CIAMS), C. Dumas (CEREMH), G. Bouyer (IBISC), E Monacelli (LISV), V Boccara (LIMSI-CPU), MA Quera Salva (GRCTH, Unité du sommeil, Garches) , M Petitjean (GRCTH), V. Gyselinck (IFSTTAR-LPC), G. Faraut (LURPA)

L’objectif est de développer de nouvelles méthodes de modélisation et d’analyse du comportement de personnes évoluant dans des environnements complexes (réalité virtuelle/augmentée, simulateurs de conduite, etc.). Les dernières technologies de capture du mouvement et de stimulations sensorielles seront utilisées afin d’optimiser la sensation de présence dans les environnements virtuels. Il s’agit d’une problématique qui concerne tout autant les sciences cognitives que les STIC. Les travaux envisagés devraient permettre de comprendre comment le processus émotionnel déclenché par une situation stressante influence le comportement et la conduite de la personne. Les plateformes de réalité virtuelle disponibles dans les laboratoires partenaires seront principalement utilisées afin d’étudier le comportement humain en situation immersive. La question de l’interprétation et l’adaptation au comportement utilisateur en environnement virtuel sera notamment abordée. Nous nous donnons comme objectif de dépasser la simple utilisation de l’outil réalité virtuelle en tentant de contribuer aux problématiques spécifiques de ce domaine de recherche. Les applications visées concernent l’assistance à la personne, la robotique et le transport. Trois questions de recherche seront abordées. D’abord, l’analyse des comportements et des émotions des utilisateurs en mobilité en environnement urbain, dans des situations d’assistance dans les environnements de réalité mixte. Ensuite, l’étude des comportements piétons et des prises de risque lors de la traversée de rue chez les adultes. Enfin, la simulation de l’activité de conduite : déplacement et peuplement des scènes virtuelles, Régulation émotionnelle dans des situations de conduites complexes.

Sous Thème 2 : Interaction et interfaces pour l’assistance à la navigation (Human Interfaces and Interaction for Assisting Navigation)

PI : G. Bouyer (IBISC),  Amine Chellali (IBISC/UEVE), A Dommes (IFSTTAR-LEPSIS), C. Le Scanff (CIAMS), S. Otmane (IBISC/UEVE).

Co-I : J-M Burkhardt (IFSTTAR-LPC), C. Dumas (CEREMH), S. Fdili Alaoui (LRI)

Ce sous-thème se concentre sur l’interaction naturelle et les interfaces pour l’assistance à la navigation – qu’il s’agisse pour l’utilisateur de planifier un déplacement, de le replanifier en temps réel ou de le réaliser. Adoptant une approche centrée-utilisateurs, les travaux menés portent d’une part sur la mise au point de dispositifs ultra-portables et mobiles de réalité augmentée dont ils visent à accroitre l’efficacité, l’acceptabilité et l’utilisabilité et, d’autre part, à l’aménagement des dispositifs d’interaction dans le contexte de la navigation dans un espace en environnement virtuel. Plusieurs questions sont étudiées de façon coordonnée. Tout d’abord, la conception de nouvelles interfaces et techniques d’interactions dédiées aux situations d’interaction en mobilité. Ensuite, le développement des techniques de localisation dans un environnement connu, de relocalisation dans un environnement inconnu, de perception 3D de l’environnement, de réalité augmentée pour l’assistance à la navigation et aux activités. La troisième question concerne l’assistance multimodale à la navigation et à l’apprentissage du mouvement, feedbacks spécifiques. Enfin, la dernière question abordée concerne la conception des interfaces et interaction haptiques pour l’assistance à la (co-)navigation dans les environnements virtuels collaboratifs.

Sous Thème 3 : Promotion de l’activité physique et réhabilitation via les exergames (Promoting physical activity and rehabilitation with exergames)

PI : E. Monacelli  (LISV), A. Perrot (CIAMS)

Co‐I : S. Espié (IFSTTAR), G. Bouyer, A. Chellali (IBISC)

L’objectif est de favoriser la mobilité “active” d’usager. La mobilité active sous- entend que l’usager, motivé par cette activité, peut bénéficier de retombées physiques ou psychologiques de son déplacement. Il s’agit de promouvoir soit la forme de rééducation, soit l’apprentissage de la mobilité (piéton ou conduite d’une aide technique) en milieu écologique. Ces études impliquent le développement de solutions d’instrumentation adaptées (ambulatoire, non invasif, ..) pour le suivi de l’activité, classification de comportements, etc. les projets portent sur les aspects suivants. D’abord, l’analyse des besoins des usagers (Personnes âgées, Personnes avec déficiences, ..). Ensuite, la définition de scénarii et conception d’exercices ou de parcours en espace sécurisé ou ouvert reproduisant une situation écologique. Enfin, la notion de Gamification (Serious game – Exergame) imposant une action physique de l’usager (retombées physiques) soit l’apprentissage d’une aide technique (retombées pour l’expertise AT). Le développement des LivingLab ou de tests en milieu ouvert s’inscrit dans cette démarche.

Sous Thème 4 : Validité externe des simulateurs : conception et évaluation (External validity of simulators: Design and Evaluation)

PI : S. Chevalier (LISV), S. Espié (IFSTTAR) B. Isableu (CIAMS)

Co-I : M.-A. Amorim (CIAMS), V. Boccara (LIMSI‐CPU), G. Bouyer (UEVE – IBISC) J.-M. Burkhardt (IFSTTAR-LPC) A. CHELLALI (UEVE – IBISC), R. Lobjois (IFSTTAR-LEPSIS)

La validité externe désigne la mesure selon laquelle une situation artificielle engendre un comportement semblable à celui observé dans la situation réelle de référence (fidélité comportementale, validité écologique). Cette problématique a été abordée au moyen de notions variées telles le « réalisme » et l’« immersion », souvent convoquées comme argument de la qualité des applications de la simulation. Cependant, en l’absence de définition précise et partagée, ces notions sont évaluées essentiellement d’une manière subjective. La fidélité comportementale est inversement peu étudiée et mal outillée, malgré son caractère critique pour les simulateurs et environnements de réalité mixte pour l’apprentissage, d’une part, et ceux dédiés à l’étude, d’autre part. Pour attaquer ce défi, les problématiques suivantes sont abordées. D’abord, les paradigmes et métriques d’évaluation de la validité externe des simulateurs fondés sur l’activité des sujets, les comportements produits ou appris sur simulateur  et les processus sous-jacents. Ensuite, les principes de conception de l’expérience vécue en simulation, des assistances et interactions proposées, sur la base des composantes des situations réelles à transférer afin d’accroitre la validité externe des simulateurs. Enfin, la nature et effet des facteurs (internes ou externes) associés au mal du simulateur et leur impact sur la validité des comportements observés ou sur l’apprentissage en simulation.

Références Bibliographiques

Maillot, P., & Perrot, A. (2012). La théorie de l’enrichissement cognitif à travers la stimulation physique : activité physique traditionnelle versus exergames. NPG Neurologie – Psychiatrie – Gériatrie, 12(71), 217–229.

Maillot, P., Perrot, A., & Hartley, A. (2012). Effets de la pratique des jeux vidéo sur le vieillissement cognitif : revue de littérature. Gériatrie et Psychologie Neuropsychiatrie du Vieillissement, 10(1), 83-94.