Thèse soutenue

Assistance multimodale pour l'interaction 3D collaboratif : étude de la performance pour le travail collaboratif

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Auteur / Autrice : Sehat Ullah
Direction : Malik Mallem
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Robotique
Date : Soutenance le 26/01/2011
Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Evry ; 2008-2015)
Jury : Président / Présidente : Sabine Coquillart
Examinateurs / Examinatrices : Samir Otmane, Paul Richard
Rapporteurs / Rapporteuses : Anatole Lécuyer, Guillaume Moreau

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Les progrès récents dans le domaine de l'infographie et la capacité des ordinateurs personnels de rendre les scènes 3D réalistes ont permis de développer des environnements virtuels dans lesquels plusieurs utilisateurs peuvent co-exister et travailler ensemble pour atteindre un objectif commun. Ces environnements sont appelés Environnements Virtuels Collaboratifs (EVCs). Les applications potentielles des EVCs sont dans les domaines militaire, médical, l'assemblage, la conception assistée par ordinateur, la téléopération, l'éducation, les jeux et les réseaux sociaux. Un des problèmes liés aux EVCs est la faible connaissance des utilisateurs concernant l'état, les actions et les intentions de leur(s) collaborateur(s). Ceci réduit non seulement la performance collective, mais conduit également à des résultats non satisfaisants. En outre, les tâches collaboratives ou coopératives réalisées sans aide ou assistance, sont plus difficiles et plus sujettes aux erreurs. Dans ce travail de thèse, nous étudions l'influence de guides multi-modaux sur la performance des utilisateurs lors de tâches collaboratives en environnement virtuel (EV). Nous proposons un certain nombre de guides basés sur les modalités visuelle, auditive et haptique. Dans ce contexte, nous étudions leur qualité de guidage et examinons leur influence sur l'awareness, la co-présence et la coordination des utilisateurs pendant la réalisation des tâches. A cette fin, nous avons développé une architecture logicielle qui permet la collaboration de deux (peut être étendue a plusieurs utilisateurs) utilisateurs (distribués ou co-localisés). En utilisant cette architecture, nous avons développé des applications qui non seulement permettent un travail collaboratif, mais fournissent aussi des assistances multi-modales aux utilisateurs. Le travail de collaboration soutenus par ces applications comprend des tâches de type "Peg-in-hole", de télé-manipulation coopérative via deux robots, de télé-guidage pour l'écriture ou le dessin. Afin d'évaluer la pertinence et l'influence des guides proposés, une série d'expériences a été effectuée au LISA (Laboratoire d'Ingénierie et Systèmes Automatisés) à l'Université d'Angers et au Laboratoire IBISC (Informatique, Biologie Intégrative et Systèmes Complexes) d'Evry. Dans ces expériences, les utilisateurs ont été invités à effectuer des tâches variées, dans des conditions différentes (avec et sans guides). L'analyse a été effectuée sur la base du temps de réalisation des tâches, des erreurs et de l'apprentissage des utilisateurs. Pour les évaluations subjectives des questionnaires ont été utilisés. Ce travail contribue de manière significative au développement de systèmes collaboratifs pour la téléopération, la simulation d'assemblage, l'apprentissage de gestes techniques, la rééducation, la conception assistée par ordinateur et le divertissement.