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Réalité virtuelle et application à la robotique

Auteur(s) : Philippe FUCHS

Date de publication : 10 déc. 2020

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RÉSUMÉ

Le domaine technique et scientifique de la « réalité virtuelle » aborde des questions issues de l'association de deux termes en apparence opposés : le choix entre le réel et le virtuel. Concrètement, l'ingénieur est souvent confronté au dilemme suivant : devoir tester un système virtuellement à partir d'un modèle paramétrable, qui peut se montrer peu réaliste, ou évaluer un produit réel, mais qui en revanche sera figé. Cet article introduit le domaine de la réalité virtuelle, puis présente les applications les plus courantes, et spécialement celles concernant la robotique. Les liens entre les domaines de la réalité virtuelle et la robotique sont présentés du point de vue de la recherche et du développement d’applications.

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ABSTRACT

Virtual reality and robotics application

The technical and scientific domain of "virtual reality" deals with issues derived from the association of two seemingly contradictory terms: the choice between the real and the virtual. In practice, engineers must often face the following dilemma: virtually testing a system via a parameterizable model which can turn out to be little unrealistic or assessing a real product which will, by contrast, be fixed. This article introduces the domain of the virtual reality and presents the most current applications and especially some robotics applications. The relation between the field of virtual reality and the field of robotic are exposed relatively research and development.

Auteur(s)

Philippe FUCHS : Professeur de réalité virtuelle à l’École Mines ParisTech

INTRODUCTION

Ces actions de développement des techniques portent sur trois axes, dont deux sont présentés dans cet article :

l’interfaçage de l’utilisateur avec cet environnement virtuel ;
la création informatique de ce monde virtuel.

La troisième problématique, qui concerne la compréhension de l’humain en activité sensorimotrice dans un environnement virtuel, fait appel au domaine des sciences cognitives, et n'est pas exposée ici.

Concernant l’interfaçage de l’utilisateur, les difficultés et les solutions sont présentées. Nous expliquerons que les difficultés sont d'ordre technique pour les interfaces, mais aussi d'ordre ergonomique et psychologique, ce que tout ingénieur travaillant dans ce domaine ne doit pas ignorer sous peine d'échec.

Concernant la création informatique d’un environnement virtuel, les concepts de base et les logiciels exploités sont exposés, en mettant l’accent sur la contrainte informatique du « temps réel » : l’utilisateur ne doit pas s’apercevoir d’un décalage temporel entre ses actions corporelles et les réponses visuelle, acoustique, voire tactile à celles-ci.

Un tour d’horizon sur toutes les applications de la réalité virtuelle est présenté. Les applications industrielles et les usages de la réalité virtuelle ont débuté dans les années 1990, après les applications de robotique. Certaines recherches sont complémentaires en réalité virtuelle et en robotique. Dans les deux cas, l’objectif est d’agir, soit via un robot dans un espace réel sans intervention humaine, soit via un humain dans un espace artificiel. Un lien plus étroit concerne la téléopération dont l’objectif est de permettre à un humain d’agir à distance via un robot dans un espace réel : l’opérateur est, de son point de vue, immergé dans un espace artificiel, son corps n’étant pas dans l’espace du robot. Les travaux de recherche associés aux deux domaines sont présentés. Certains développements de la réalité virtuelle peuvent être appliqués à la robotique, en particulier ce qui touche à la collaboration entre un humain et un robot. Les techniques de réalité virtuelle permettent d’étudier virtuellement cette collaboration du point de vue technique et psychologique, avant qu’elle ne soit effective réellement.

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MOTS-CLÉS

réalité virtuelle | application à la robotique

KEYWORDS

virtual reality | robotics application

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de mars 2009 par Philippe FUCHS, Alexis PALJIC

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - FUCHS (P.) - Théorie de la réalité virtuelle – Les véritables usages, - Les presses des Mines, ISBN : 978-2-35671-511-1 (http://www.pressesdesmines.com) (2018).
(2) - COGNÉ (M.), AURIACOMBE (S.), VASA (L.), KLINGER (E.), N′KAOUA (B.) - Are visual cues helpful for virtual spatial navigation and spatial memory in patients with mild cognitive impairment or Alzheimer’s disease?, - Neuropsychology 32(4):385-400 (2018).
(3) - LOURDEAUX (D.) - Réalité virtuelle et formation : conception d'environnements virtuels pédagogiques, - thèse de l’École des mines de Paris, soutenue le 5 septembre 2001.
(4) - WEISTROFFER (V.) - Étude des conditions d’acceptabilité de la collaboration homme-robot en utilisant la réalité virtuelle , - thèse de l’École des mines de ParisTech, soutenue le 11 décembre 2014.
(5) - FUCHS (P.) - Les casques de réalité virtuelle et de jeux vidéo, - Les...

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Visiocasque de HTC Vive http://www.vive.com

Visiocasque de Oculus http://www.oculus.com

Liste de visiocasque https://www.cnetfrance.fr/produits/les-meilleurs-casques-de-realite-virtuelle-de-2020-39901765.htm

Haption (interface à retour d’effort ) http://www.haption.com

Fournisseurs & intégrateurs français (liste non exhaustive)

Dassault Systèmes http://www.3ds.com

Immersion http://www.immersion.fr

Light&Shadows http://light-and-shadows.com

Techviz http://www.techviz.net

Moteurs de rendu 3D (liste non exhaustive)

Ogre3D

OpenSG

Coin3D

Quest3D

TrueVision3D

Associations (liste non exhaustive)

AF-XR (association française) http://www.afxr.org

EURO-VR (association européenne) http://www.euroxr-association.org

Expositions & Conférences (liste non exhaustive)

Laval Virtual http://www.laval-virtual.com

IEE VR https://ieeevr.org

Conférence EURO-VR https://i3b.webs.upv.es/webs/eurovr

ACM SIGGRAPH https://www.siggraph.org/

Laboratoires – Centres de recherche (liste non exhaustive)

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Réalité virtuelle et application à la robotique

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