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CENRob 4-5 avril 2013 1
Laboratoire LCOMSEquipe « Evaluation de
Performance et Systèmes d’Aide à la Personne » (EPSAP)
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LCOMS Laboratoire de Conception, Optimisation et Modélisation des Systèmes
Architecture des Systèmes Embarqués et Capteurs Intelligents
Décision et OPtimisation
Interaction Humain-Machine
EPSAP
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EPSAP : Problématique
Humain en situation atypique(situation de handicap,
situation anxiogène)
Système adaptatif / coopératif d’aide à la personne
Evaluation / modélisation de l’homme ou du système homme-machine
(performance, état émotionnel, …)
EPSAP : Thèmes de recherche Outils pour la stimulation cognitive
La réalité virtuelle comme inducteur d’émotions (thérapie comportementale des phobies, rééducation, …)
Stimulation olfactive Communication alternative et structuration du
temps et des activités pour des personnes avec TED
Emotions-actions Evaluation des états affectifs et de leurs
influences sur les performances Exemple : projet Psypocket
Assistance à la mobilité Aide à la mobilité pour personnes déficientes
visuelles Accessibilité au cadre bâti Fauteuils roulants électriques (FRE)
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FRE : Problématique
Objectif général : Aider au pilotage des fauteuils roulants électriques pour des personnes qui du fait d’un handicap moteur trop sévère ne peuvent pas ou ont des difficultés à les piloter.
Simulateur de conduite en fauteuil électrique
Fauteuils intelligents
Commande
déictique
Interface
haptique Modélisation et
mesure de performance du système pilote-
FRE
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Fauteuils « intelligents »
VAHM 1
VAHM 2 VAHM 3
Objectif : Réaliser des mouvements autonomes ou semi-autonomes en fonction d’informations provenant de capteurs extéroceptifs et proprioceptifs ainsi que du pilote du fauteuil via une interface humain-machine adaptée.
Commande déictique
Capteurs : Lasers Caméra
Interface homme-machine : Un écran Un joystick Un bouton poussoir
Fonctionnalités semi-autonomes : Franchissement automatique de
passages étroits Suivi de murs
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Interface « déictique »
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Zones surlignées à l’écran: Bleu pour les passages étroits, Vert pour les cotés droit et gauche.
Appel à une fonctionnalité de mouvement autonome: Appui sur le contacteur pour donner au
joystick le contrôle de l’interface, Sélectionner un objectif (vert=suivi de
mur; bleu=franchissement de passage étroit),
Appui sur le contacteur pour démarrer le mouvement autonome.
Arrêt d’un mouvement automatique et basculement en contrôle manuel: A la fin du passage étroit,
Une action quelconque sur le joystick. vidéo
Evaluation du système homme-machine
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Discussions et essais informels avec des utilisateurs potentiels
Evaluation des performances : Performances techniques : temps, distance Confort Charge de travail globale (TLX)
Evaluation de la demande cognitive de la tâche de conduite : Charge attentionnelle Prise de décision
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Interface haptique
Implémentation d’un joystick à retour d’effort ou d’un Phantom sur un fauteuil roulant électrique
Le retour d’effort est fonction des distances aux obstacles mesurées par un télémètre laser
Il s’agit d’une aide à la conduite : aucun mouvement n’est contraint
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Interface haptique]
Mode « actif » : On renvoie une force dans la direction libre la plus
proche de la direction indiquée par le pilote, L’intensité de la force de retour est proportionnelle à la
distance aux obstacles dans la direction choisie.
Mode « passif » : Le joystick est maintenu en position centrale, On réduit l’impédance quand on se dirige vers une
direction libre et inversement,
Les performances du mode actif se sont avérées meilleures que celles du mode passif et du mode manuel (panel de personnes valides en conduite réelle):
Moins de collisions, Temps de parcours réduit, Charge de travail équivalente.
Tests sur utilisateurs en simulation en cours
vidéo
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Simulateur de conduite en fauteuil électrique
Objectifs : Aide à l’apprentissage Aide à la prescription Aide à la paramétrisation Evaluation de nouvelles fonctionnalités
Démo
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Modélisation du système pilote-FRE Objectifs :
Analyse objective de la conduite Définition de paramètres quantitatifs de performance de la conduite
Analyse de trajectoires obtenues en simulation :
Position in m
Pos
ition
in m
1 2 3 4 5 6 7 8 9101
23
Trajectories of "SA." increasing learning
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
08-Jun-2011 16:06:5608-Jun-2011 16:13:04
08-Jun-2011 16:14:50
08-Jun-2011 16:19:51
08-Jun-2011 16:23:4708-Jun-2011 16:26:58
08-Jun-2011 16:33:06
08-Jun-2011 16:35:1115-Jun-2011 15:25:05
15-Jun-2011 15:30:39
15-Jun-2011 15:31:57
15-Jun-2011 15:33:2815-Jun-2011 15:34:46
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Modélisation du système pilote-FRE Exemples de modèles
Modèle crossover :
Modèle OPCM (Optimal Preview Control Model)
Analyse des trajectoires enregistrées + eye-tracking
j
ejeccYpYjwOLY
)(
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Conclusion Conception de systèmes adaptatifs/coopératifs d’aide à la
personne: Environnements virtuels Fauteuils intelligents Etc.
Approche « human engineering »: Optimisation du mode de coopération ou d’interaction humain-machine
en fonction des possibilités physiques et cognitives de l’utilisateur, de l’environnement et de la tâche à accomplir
Evaluation des performances du système humain-machine global
=> il s’agit de mesurer les performances « techniques » (temps de réalisation, …) mais également la charge de travail physique et mentale de la personne, son confort, etc.
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Merci de votre attention!
