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Recherches actuelles
Thèmes scientifiques
L’expertise en réalité virtuelle porte sur l'interfaçage comportemental de l'homme dans un monde virtuel. Nos dernières recherches concernent l’immersion et l’interaction avec du matériel grand public low cost ou avec des sujets ayant des handicaps sensori-moteurs ou cognitifs (AVC, Traumatisme crânien, …), ce qui pose des problèmes spécifiques en réalité virtuelle. Un nouveau thème de recherche concerne l'interaction gestuelle, qui sera exploitée, entre autres, dans le projet Agathe (thérapie en environnement virtuel). Un autre thème est la visualisation interactive de données 3D scientifiques. Nous continuons à travailler sur l'immersion visuelle stéréoscopique, en particulier avec PSA Peugeot Citroën. Un cas particulier concerne les aspects physiologiques de la vision en relief, soit pour des pilotes d’aéronefs (vision de nuit), soit avec des images de synthèse dans les installations RV, travail mené dans le cadre d’un partenariat de recherche avec l’IRBA (Institut de Recherche Biomédicale des Armées), pour analyser l’adaptation de l’être humain à ce type de vision.
Expérimentations
Les expérimentations se font dans la salle immersive 3I² pour valider nos recherches et nos développements en immersion et en interaction du sujet :
Recherches partenariales
Projet Agathe
Agathe : outil Adaptable, paramétrable et évolutif pour la Génération d'Applications THErapeutiques
L’outil AGATHE permet un nouvel abord de la rééducation cognitive qui s’appuie sur les technologies de la réalité virtuelle. Son usage s’intègre dans une approche globale et interactive des compétences cognitives dans des activités de vie quotidienne simulées. AGATHE permet de personnaliser les expériences pour faciliter la récupération de capacités.
L’altération des fonctions cognitives humaines est un facteur majeur de perte d’autonomie et de dépendance. La rééducation est un processus global dans lequel se succèdent évaluations et interventions de rééducation. Les méthodes de rééducation traditionnelles s’appuient sur une analyse des déficits et/ou une confrontation prolongée à des situations de vie quotidienne. Cette prise en charge est lourde et souvent insuffisamment efficace.
Les atouts de la réalité virtuelle pour aborder ce grand problème de santé publique sont aujourd'hui scientifiquement reconnus, mais l'offre de propositions commerciales est quasi inexistante. AGATHE se positionne comme un projet de recherche industrielle et offre un nouveau champ d’application des technologies des partenaires industriels impliqués.
Partenaires : ENSAM, EAHSN 4136 - CHU Bordeaux, KERPAPE, ARMINES, INTEMPORA, DASSAULT SYSTEMES
Activités et objectifs de l'équipe "RV&RA" dans ce projet :
- développer des compétences sur la problématique plus complexe d’interfaçage de personnes ayant des difficultés sensori-motrices et(ou) cognitives (les patients) dans un EV, en exploitant de nouvelles interfaces grand public et bas coût : les écrans tactiles, la rétroprojection sur grand écran, les webcams et les dispositifs à accéléromètres de type télécommande wimote. Ces avancées techniques se feront en partenariat avec Intempora en exploitant son logiciel RT-Maps, issu du Centre de Robotique d’ARMINES.
- adapter la modélisation de l’activité d’une personne à celle d’un patient en vue de son assistance, de son évaluation et de sa rééducation.
Projet Tictact
La RATP, comme d’autres grandes structures qui accueillent une population nombreuse et variée est consciente du besoin de guidage, d’orientation, de communication et d’information de ses clients afin d’optimiser la mobilité des personnes et rendre plus attractif l’usage des transports en commun. Pour répondre à leurs attentes, la RATP propose de nombreux services d’informations offerts sur des canaux technologiques variés comme des écrans d’information (de plus en plus grands), ou bien encore par des messages audio ou textuels en station,… qui finissent par saturer l’univers ambiant et peuvent provoquer des effets contraires à ceux visés initialement. Elle a donc souhaité être le Pilote d’un projet visant à effectuer un travail de recherche sur un nouveau canal d’information (i.e. le toucher) pour libérer ceux actuellement surchargés de la vision et l’audition.
TICTact a pour objectif d’améliorer le déplacement de personnes en situation de mobilité par la conception d’un nouveau système d’information. L’information des voyageurs sera fournie tout au long du déplacement par l’intermédiaire d’une nouvelle interface multimodale exploitant notamment le sens du toucher pour transmettre des informations personnalisées, discrètes et non intrusives. Les informations transmises adresseront les thèmes de la sécurité et de l’optimisation du temps trajet (notamment la réactivité vis-à-vis d’un problème). Même si le domaine ciblé est celui du transport collectif en Ile-de-France, d’autres domaines industriels pourraient bénéficier des concepts de TICTact, du fait du caractère innovant des technologies développées dans le projet.
Pour mener ce projet d’interface tactile la RATP dans un premier temps a réuni des centres de recherche : ARMINES, le CEA-LIST et PARIS 8-Laboratoire THIM, avec qui elle a déjà eu l’occasion de travailler sur des projets communs. Dans le but de développer le produit final et en vue de sa commercialisation, la RATP a fait appel à deux PME : GOOBIE et CAMINEO, capables de répondre à ses deux objectifs.
Activités et objectifs de l'équipe "RV&RA" dans ce projet :
L'équipe "RV&RA" a pour principale tâche de faire les tests et les évaluations en environnement virtuel de l'interface Tictact.
Projet LIMA
La conception de l’aspect visuel des matériaux de produits manufacturés est un processus complexe, d’une part par la composante physique liée à l’assemblage de composés pour aboutir à un aspect et une fonctionnalité précis, d’autre part en raison de facteurs humains, notamment relatifs à la perception par l’homme du matériau, avec son caractère éminemment subjectif.
Aujourd’hui, la conception de l’aspect visuel des matériaux est trop souvent faite de façon empirique à partir d’exemples, sur la base des connaissances a priori d’un professionnel de la matière ou de la couleur. La recherche de nouvelles teintes, de nouveaux effets gonio-chromatiques ou de combinaisons d'effets déjà maîtrisés nécessite de nombreux essais forts dispendieux en temps et en argent. La mise au point nécessite la fabrication d’échantillons physiques partiels et est réalisée dans des conditions rarement représentatives de l’usage final (environnement lumineux, adéquation teinte/forme). L’aspect n’est pas suffisamment finement contrôlé, et devient une conséquence heureuse ou non, à la fin d’un processus d’essais/erreurs empiriques. Une solution permettant de prendre une décision de fabrication à partir d'images numériques de simulation garantissant une faisabilité et surtout une fidélité à ce qui sera fabriqué est donc très attrayante.
Sur ce constat, il y a un besoin fort de créer des modèles de matériaux manufacturables dont l’aspect est maîtrisé et de les intégrer dans un outil de conception. L’objet du projet LIMA est de fournir au concepteur un outil permettant d’exprimer une composition dans un champ de faisabilité contraint et de proposer une simulation visuelle du matériau résultant et inversement, de prévoir une composition à partir d’un aspect visuel voulu. De fait, notre projet appelle à des études fondamentales multi disciplinaires et multi domaines : en chimie et physique des matériaux, sur la synthèse de pigments et leur mise en œuvre ; en physique, sur les modèles physiques multi échelles, sur l’optique des milieux hétérogènes, sur les mesures physiques des propriétés optiques des matériaux, en informatique, pour la simulation visuelle, exigeante en temps de calcul, notamment sur les aspects parallélisation et les grands volumes de données ; en sciences cognitives, pour la validation et la pertinence des modèles avec l’homme dans la boucle.
De par cette pluridisciplinarité, le projet LIMA s’articule naturellement autour du consortium suivant :
ARMINES, au travers de quatre laboratoires :
Le Centre des Matériaux (CdM, Mines-ParisTech)
Le Centre de Morphologie Mathématique (CMM, Mines-ParisTech)
Le Centre des Matériaux de Grande Diffusion (CMGD, Mines d’Alès)
Le Centre de Robotique (CAOR, Mines-ParisTech)
L’INSP, Institut des Nanosciences de Paris.
Naxagoras, PME spécialisée dans la fourniture et la formulation de composés nanométriques
ELDIM, PME spécialisée dans les appareillages optiques de précision.
SCALABLE GRAPHICS, PME « start up » innovante spécialisée dans les calculs scientifiques intensifs et la visualisation des résultats.
D2C Digital Color Communications, TPE spécialisée dans les rendus.
PSA Peugeot Citroën.
Activités et objectifs de l'équipe "RV&RA" dans ce projet :
L'équipe "RV&RA" a la responsabilité de la coordination du projet et a pour principale tâche le rendu de l’aspect visuel des matériaux.
Chaire PSA - Mines ParisTech « Robotique et réalité virtuelle »
Une chaire « Robotique et réalité virtuelle » a débuté en mai 2011 avec PSA Peugeot Citroën pour une durée de cinq ans. Les activités de la chaire s'organisent sur trois plans : recherche, enseignement et développement international. Le Programme de recherche porte sur :
− la mise en œuvre de la collaboration hommes/robots : définition des conditions d’acceptabilité en utilisant la RV ;
− les robots intelligents, capables de percevoir leur environnement et de s’y adapter ;
− Assistance et formation à l'exploitation des futurs moyens automatisés.
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