Article

1 - INTERFACES À RETOUR TACTILE

2 - INTERFACES À RETOUR D’EFFORT

3 - INTERFACES À SIMULATION DE MOUVEMENT

Article de référence | Réf : TE5904 v1

Interfaces à action mécanique

Auteur(s) : Philippe FUCHS

Date de publication : 10 août 2007

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Version en anglais En anglais

RÉSUMÉ

Pour avoir l’illusion d’être immergé dans un monde virtuel, il est nécessaire que celui-ci soit perçu par le sujet et que ce dernier puisse agir sur ce monde. Si on désire immerger physiquement le corps du sujet, il faut donc être capable au minimum de détecter les mouvements du corps. Mais alors, la personne ne ressent rien en retour et perçoit un monde virtuel impalpable. Pour que l’utilisateur ait des sensations mécaniques en retour de ses actions, il faut exploiter au moins une des catégories des interfaces à action mécanique : les interfaces à retour tactile, les interfaces à simulation de mouvement ou les interfaces à retour d’effort.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

In order to have the illusion of being immersed in a virtual world it is necessary that the subject is able perceive the world and to act on it. Should we wish to physically immerse the body of the subject, we must at least be able to detect the body movements. Yet however the person feels nothing in return and is met with an intangible virtual world. In order that the user has mechanical sensations in return for his actions he must use at least one category of mechanical action interface: tactile feedback interfaces, movement simulation interfaces or force feedback interfaces.

Auteur(s)

  • Philippe FUCHS : Professeur de l’École des mines de Paris - Équipe Réalité Virtuelle et Réalité Augmentée, Centre de Robotique

INTRODUCTION

Dans la plupart des tissus du corps humain (les muscles, la peau, les articulations, les tendons, etc.) et dans les oreilles internes, il y a des récepteurs sensoriels pouvant être activés mécaniquement. Leurs stimuli sensoriels sont séparés en trois parties :

  • la sensibilité cutanée ;

  • la proprioception musculaire, due aux récepteurs sensoriels dans les muscles et les tendons ;

  • la kinesthésie, sensibilité à la position et aux mouvements du corps dans l’espace, due aux récepteurs vestibulaires, dans les deux oreilles internes, qui sont sensibles à la pesanteur et aux accélérations que subit le corps.

La proprioception peut être divisée en trois domaines « physiques », dont découlent en pratique différentes interfaces pour la réalité virtuelle. Ce sont : la sensibilité à la position dans l’espace, la sensibilité au mouvement du corps et la sensibilité aux forces exercées sur les muscles. Aux deux premiers domaines (sens kinesthésique) correspondent les interfaces à simulation de mouvement, qui ont pour objectif de modifier l’orientation du corps dans l’espace et de lui faire subir des accélérations. Au dernier domaine correspond les interfaces à retour d’effort qui ont pour objectif d’appliquer des forces contrôlables sur le corps. Pour la sensibilité cutanée, les interfaces employées pour stimuler la peau sont appelées les interfaces à retour tactile. Ces trois types d’interfaces sont présentés dans la suite de ce dossier.

Pour avoir l’illusion d’être immergé dans un monde virtuel, il est nécessaire que celui-ci soit perçu par le sujet et que ce dernier puisse agir sur ce monde. Si on désire immerger physiquement le corps du sujet, totalement ou partiellement, il faut donc être capable au minimum de détecter les mouvements du corps, grâce aux interfaces spécifiques de localisation corporelle (cf. Interfaces de localisation et de commande). Mais avec ces seules interfaces, la personne ne ressent rien en retour et perçoit un monde virtuel impalpable. Pour que l’utilisateur ait des sensations mécaniques en retour de ses actions, il faut exploiter au moins une des catégories des interfaces à action mécanique : les interfaces à retour tactile, les interfaces à simulation de mouvement ou les interfaces à retour d’effort. Les interfaces à sensibilité cutanée et à simulation de mouvement sont des interfaces sensorielles : elles ne transmettent des stimuli que de l’ordinateur vers l’utilisateur. Par contre, les interfaces à retour d’effort ont pour objectif d’appliquer des forces sur le corps mais aussi, toujours en pratique, elles mesurent la position de la partie du corps sur laquelle elles agissent. Cela principalement pour deux raisons :

  • parce que les retours d’effort ne sont en général que la conséquence de l’action (du mouvement) de la main de l’utilisateur. Il faut donc fondamentalement connaître cette action, d’où les mesures de position, faites sur la même interface ;

  • parce que les efforts à appliquer sont fonction, entre autres, de la position de la main, qu’il faut donc connaître.

Les interfaces à retour d’effort sont donc des interfaces sensori-motrices : elles transmettent des stimuli vers l’utilisateur et celui-ci envoie des ordres moteurs vers l’ordinateur. Au niveau du vocabulaire employé, le terme « retour » est utilisé pour les interfaces tactiles et d’effort car elles ont été développées en premier pour la téléopération. Dans ce domaine, les stimuli tactiles et d’effort sont créés par l’ordinateur en retour à une action motrice de l’opérateur qui est au centre du système, d’où le terme « retour ». Cette vision anthropocentrique est aussi à prendre en compte en réalité virtuelle pour obtenir des applications performantes (cf. Réalité virtuelle- Concepts et outils).

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5904


Cet article fait partie de l’offre

Le traitement du signal et ses applications

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation
Version en anglais En anglais

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Le traitement du signal et ses applications

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FUCHS (P.), MOREAU (G.), 72 autres auteurs -   Le traité de la réalité virtuelle.  -  Troisième édition, 4 volumes : L’Homme et l’environnement virtuel 410 pages, Interfaçage, immersion et interaction en environnement virtuel 552 pages, Les outils et les modèles informatiques des environnements virtuels  454 pages et Les applications de la réalité virtuelle . Les Presses de l’École des Mines de Paris, 324 pages, ISBN 2-911762-62-2, 63-0, 64-9 et 65-7, http://caor.ensmp.fr/interlivre, fév. 2006.

  • (2) - BENALI KHOUDJA (M.), HAFEZ (M.), ALEXANDRE (J.M.), KHEDDAR (A.), MOREAU (V.) -   VITAL : A New Low-Cost Vibro-TActiLe Display System.  -  Proc. ICRA, International Conference on Robotics and Automation, IEEE Conference, Louisiana USA, April 26-May 1, pp. 721-726 (2004).

  • (3) - HAYWARD (V.) -   Survey of Haptic Interface Research at McGill University.  -  Proc. Workshop in Interactive Multimodal Telepresence Systems, TUM, Munich Germany, March 20-29, pp. 91-98 (2001).

  • (4) - STERGIOPOULOS (P.) -   Les applications de retour d’effort pour les études d’ergonomie de l’industrie automobile.  -  Rapport interne CAOR / École des Mines de Paris, Paris, sept. 2001.

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Le traitement du signal et ses applications

(160 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS