Navigation en fauteuil roulant électrique : De la simulation en réalité virtuelle vers des conceptions intelligentes réelles

Power Wheelchair Navigation : From Virtual Reality Simulation Towards Real Smart Designs

• Auteur / Autrice : Guillaume Vailland
• Direction : Marie Babel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 14/12/2021
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Guy Bourhis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie Babel, Guy Bourhis, Pascal Guitton, Eric Monacelli, Valérie Gouranton, Anne-Marie Spalanzani, Bruno Arnaldi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Guitton, Eric Monacelli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aides à la navigation

Simulateurs

Fauteuils roulants

Réalité virtuelle

Mots clés libres

Réalité Virtuelle

Fauteuil roulant électrique

Simulateur

Navigation

Virtual Reality

Power Wheelchair

Simulator

Navigation

Résumé

La mobilité est la base d’une vie active et confortable, notamment en termes d’indépendance, d’activités sociales et de carrière professionnelle. Ainsi, la perte de mobilité est un problème majeur fréquemment rencontré par les personnes en situation de handicap. De nombreux dispositifs d’assistance ont été mis au point pour aider ces personnes à conserver un certain degré de mobilité, le plus répandu étant le fauteuil roulant électrique. Cependant, malgré leur efficacité, les fauteuils roulants électriques ne font pas l’unanimité car ils sont difficiles d’accès et difficiles à utiliser. La conduite d’un fauteuil roulant électrique résulte de la combinaison des compétences du conducteur avec l’intelligence embarqué du fauteuil. Ainsi, cette thèse s’appuie sur ces deux axes de recherche pour proposer des idées et des solutions centrées-utilisateurs afin de faciliter et d’améliorer la navigation en fauteuil roulant électrique dans des situations complexes. En particulier, l’une des contributions consiste en un simulateur de conduite de fauteuil roulant capable, grâce à la réalité virtuelle, de simuler n’importe quelle situation. Ce simulateur peut être utilisé dans le cadre de programmes adaptés d’entraînement à la conduite mais aussi pour le développement de fauteuils roulants et algorithmes intelligents comme la seconde contribution, un algorithme de planification de chemin confortables. De fait, cette thèse ouvre la voie à des conceptions intelligentes de solutions de navigation en fauteuil roulant électrique.

Mobility is the basis for an active and comfortable life, especially in terms of independence, social activities and professional career. As such, the loss of mobility is a major problem frequently experienced by people with disabilities. Over the years, many assistive devices have been developed to help these people maintaining a certain degree of mobility, with the most used being the power wheelchair. However, despite their efficiency in regaining mobility, power wheelchairs appear as a mixed blessing as they are hard to access and hard to use. Driving a power wheelchair is a combination of the driver’s skills and the wheelchair’s onboard intelligence. Thus, this thesis builds on these two research axes to propose ideas and user-centered solutions to facilitate and improve power wheelchair navigation in complex situations. In particular, one of the contributions consists in a power wheelchair driving simulator able, thanks to virtual reality, to simulate any situation. This simulator can be used for adapted driving training, but also for the development of smart power wheelchairs related solutions such as the second contribution which consists in a comfortable path planner. In fact, it paves the way for intelligent designs of power wheelchair navigation solutions.