Haptic Processor Unit : vers une plate-forme transportable pour la simulation temps-réel synchrone multisensorielle

• Auteur / Autrice : Damien Couroussé
• Direction : Claude Cadoz, Annie Luciani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie de l'interaction, de la cognition, de l'apprentissage et de la création
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Interaction humain-machine

Résumé

Ce travail se situe dans le domaine de l’Interaction Personne-Système, et plus particulièrement dans celui de la simulation instrumentale multisensorielle. La première partie de cette thèse présente les différents degrés d’intégration du geste dans l’ordinateur et propose une approche fonctionnelle des technologies pour le retour d’effort. Nous présentons ensuite une étude des différents composants matériels et logiciels nécessaires à la chaîne de simulation haptique, ainsi que les différentes approches utilisées pour connecter un système à retour d’effort à un processus de simulation en temps réel. Nous formalisons le concept de « Haptic Processor Unit ». La dernière partie présente la validation de la plate-forme de simulation développée. Elle est essentiellement orientée vers l’implantation de nouveaux modèles, utilisés dans le cadre d’un travail de recherche sur la situation instrumentale médiatisée.

This work is related to the field of Human-Computer Interaction, and particularly °to the field of multisensory instrumental simulation, as conceptualized by the research group ACROE & ICA, and which needs a strong coupling between the human and the instrument. The fust part of this thesis presents various degrees of the integration of gesture in computer uses, then develops a functional approach of force feedback technologies. This analysis elicits the mainstreams tbat are currently sharing the field of haptics research. We then present a study of the hardware and software components that are used in haptic simulation, and the various approaches used to connect a force feedback device to a real time modelling system. The analysis of the role of each of the components in the simulation chain and their relationships allowed us to conceptualize the ''Haptic Processor Unit''. This component guarantees in particular the conditions of reactivity that are requ'Î. Red for multisensory simulation. The new simulation architecture that we designed in this work, named ERGON_X, implements the concept of HPU. ERGON_X is a compact and transportable simulator, and handies simulation frequencies up to 44 100Hz. The third part presents the validation of the simulation platfotUl ERGON_X. It mainly focuses on the design of new models, which were used in the framework of the research carried on by ACROE & ICA about instrumental interaction. The ''E'' is a model demonstrating the capabilities of the ERGOS technology, which is now fully exploitable thanks to this new simulation architecture. The models of tapping and of deformable paste allowed us to bring new results on human-object interaction, and validate the simulator as a 1001 for psychophysical experimentation. The Enactive Emblematic Scenarii ''Ergotic Sounds'' and ''Pebble Box' illustrate the conception of Enaction. They validate the use of our simulation architecture as an experimental platfotUl and lead us to a paradigm shift trom ''instrumental interaction'' to ''enactive interaction''.