Analyse des exigences sensoriels et système de commande pour l'incarnation de robot humanoïde dans l'interaction avec l'environnement et soi

par Damien Petit

Thèse de doctorat en SYAM - Systèmes Automatiques et Micro-Électroniques

Sous la direction de Abderrahmane Kheddar.


  • Résumé

    Les substituts de robot humanoïde promettent de nouvelles applications dans le domaine des interactions homme-robot et la robotique d'assistance. Cependant, l'incarnation de corps entier pour la téléopération ou téléprésence avec des avatars de robots mobiles est encore loin d'être pleinement exploré et compris. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur l'exploration du sentiment d'incarnation quand on navigue et interagit avec l'environnement ou avec soi-même par l'intermédiaire d'un robot humanoïde. Dans un premier temps, nous montrons une architecture de contrôle conçu pour réaliser des scénarios de navigation et d'interaction avec soi. L'architecture utilise une interface cerveau-ordinateur pour contrôler le robot humanoïde et repose sur plusieurs composants de vision par ordinateur pour aider l'utilisateur à naviguer et interagir avec l'environnement et soi-même. Deux scénarios sont ensuite réalisés avec cette architecture où les utilisateurs doivent contrôler un robot humanoïde pour réaliser des tâches d'interaction avec soi-même. Tout d'abord, nous examinons comment la rétroaction et la contrôlabilité réduite des utilisateurs affectent leur sentiment d'incarnation vers le robot humanoïde en navigation. Nous présentons ensuite le résultat d'une étude axée sur le sentiment éprouvé par l'utilisateur lorsqu'il commande le bras humanoïde pour “toucher” l'environnement et soi-même. Le résultat montre que, malgré le manque de rétroaction dans le contrôle, et le fait de se reconnaître, les utilisateurs restent incarnés dans le robot humanoïde, et ressentent “l'effet tactile du toucher” sur leurs mains à travers le robot humanoïde.

  • Titre traduit

    Analysis of sensory requirement and control framework for whole body embodiment of a humanoid robot for interaction with the environment and self


  • Résumé

    Humanoid robot surrogates promise new applications in the field of human robot interactions and assistive robotics. However, whole body embodiment for teleoperation or telepresence with mobile robot avatars is yet to be fully explored and understood. In this thesis, we focus on exploring the feeling of embodiment when one navigates and interacts with the environment or with one's self through a humanoid robot. First, we show a framework devised to realize scenarios of navigation and self interaction. The framework uses a brain-computer interface to control a humanoid robot and relies on several computer vision components to assist the user navigate and interact with the environment and one's self. Two scenarios are then realized with this framework where the users control a humanoid robot to realize self interaction tasks. We then explore in details key issues encountered during those scenarios. First, we investigate how the reduced controllability and feedback of the users affect their feeling of embodiment towards the walking surrogate. We then present the result of a study focused on the feeling experienced by the user when controlling the humanoid arm to ``touch'' the environment and then one's self. The result shows that despite the lack of feedback in the control, and recognizing themselves, users stay embody in the surrogate, and experience the touch in their hands through it.