7.2.5 Performance
Quelle que soit la manière dont le conducteur réagira aux changements de contexte qui lui seront proposés, il sera indispensable d’en quantifier l’impact sur sa performance de contrôle par l’intermédiaire de critères objectifs. L’enjeu étant de disposer de métriques offrant une réelle capacité de description de l’état de contrôle du conducteur dans sa tâche de conduite, voire de son évolution au cours du temps. Celles-ci doivent en particulier répondre à de nombreuses exigences telles que la tolérance aux variations naturelles de la stratégie de contrôle propre à chaque conducteur ainsi que la sensibilité au scénario de conduite présenté : la discrimination entre une variation due à une amélioration ou dégradation effective de la performance de contrôle et une variation naturelle s’avère nécessaire. Toutefois, de par la complexité de la tâche de conduite, il n’existe pas de métrique générale et le choix d’un indicateur ne peut se faire sans prendre en compte le contexte de la conduite (ces indicateurs sont présentés de manière non exhaustive, en annexe B).
7.3 Application
Nous présentons ci-dessous un rappel des différentes stratégies d’adaptation dont le conducteur, au travers de son système nerveux central, dispose ainsi que les spécifications de notre contexte d’étude au regard des points qui ont été évoqués précédemment.
7.3.1 Stratégies adaptatives
Le chapitre 5 a permit de mettre en lumière différentes stratégies qui auto-risent le système nerveux central à contrer les changements de l’environnement avec lequel il interagit :
– la modulation de l’impédance apparente des membres impliqués, – la mise à jour des représentations internes des systèmes manipulés. Bien que les différentes stratégies d’adaptation identifiées présentent des carac-téristiques qui leur sont propres, leurs champs d’action peuvent se recouvrir sans toutefois se confondre (Milner et franklin, 2005, Thoroughman et Shad-mehr, 1999). Ceci est illustré à la figure 7.3. Il est évident que les zones de recouvrement présentent la difficulté supplémentaire de décrire la manière dont les différentes stratégies adaptatives peuvent interagir : leurs fonctionnements sont-ils autonomes et cloisonnés ou au contraire synergiques et supervisés par une même entité ?
Il convient donc d’analyser, avant toute tentative de modélisation, quelles sont les stratégies concernées par l’évènement en question. Cette étape est
Figure7.3 – Les différentes stratégies dont dispose un conducteur pour s’adap-ter à une modification de la dynamique de son véhicule peuvent se révéler re-dondantes. A chaque situation, il n’y a pas systématiquement unicité de la solution mise en place par le système nerveux central.
essentielle et permet en particulier d’apporter des éléments de réponse quant à l’approche ou au type de structure du modèle à employer. Par exemple, dans le cas d’un opérateur qui pilote un système au travers d’un joystick dépourvu de tout type de retour d’effort, il n’apparaît pas à priori nécessaire de conférer au modèle la stratégie de modulation d’impédance apparente des membres impliqués. De même, il est nécessaire de vérifier expérimentalement la faisabilité pour le système nerveux central d’internaliser les changements de contexte qui lui sont proposés afin de ne pas surévaluer les capacités conférées au modèle.
7.3.2 Contexte de l’étude
Impact. Nous nous plaçons dans le contexte général du contrôle de la posi-tion d’un système dans son environnement par l’intermédiaire d’une interface dotée de retour d’effort. Nous choisissons comme évènement perturbateur la modification soudaine du niveau d’effort restitué (avec un profil de transition de type échelon). L’application au contexte de la conduite est une brusque variation du couple au niveau du volant. Cet évènement intervient alors que le conducteur se trouve en situation de virage établi. Cet évènement stimule les voies proprioceptives. Nous supposons que celles-ci permettent l’estimation du couple volant ainsi que la position angulaire de celui-ci. Nous écartons la possibilité d’utilisation de la modalité visuelle pour l’estimation de cette se-conde valeur : nous considérons que cette modalité est dédiée au contrôle de la trajectoire du véhicule sur la voie.
7.4. CONCLUSION 105 Détection. Nous choisissons des variations soudaines du niveau d’effort res-titué. Ces variations sont de l’ordre du double ou du triple du niveau nominal. Ainsi, nous admettons pour cette perturbation une détection consciente et im-médiate pour le contexte de la conduite car celle-ci intervient en virage établi où le niveau d’effort au volant est important.
Interprétation. D’un point de vue contrôle, nous émettons l’hypothèse que la structure de la stratégie du conducteur intègre une représentation interne du système manipulé et qu’il identifie quels éléments ont été l’objet de la modifica-tion. D’un point de vue subjectif, cette information ne sera disponible qu’après la conduite d’expérimentations et interrogations des sujets.
Réaction. Nous supposons que le conducteur poursuit sa tâche de conduite initiale. De plus, nous admettons qu’il ne changera pas de stratégie de conduite. Ainsi, nous invoquons la mise en place de stratégies adaptatives. L’évènement perturbateur modifie le niveau d’effort à fournir au restituteur pour atteindre la consigne désirée. De ce fait, nous intégrons au modèle les capacités de mise à jour de modèle interne ainsi que la modulation d’impédance apparente des membres. Nous supposons que le conducteur possède des représentations in-ternes dont la structure est fixe et qu’il identifie le ou les paramètres à mettre à jour. Chacune des stratégies adaptatives pouvant fonctionner indépendamment l’une de l’autre.
Performance. L’évaluation de la performance de contrôle portera sur le suivi de la consigne de trajectoire ainsi que sur la stabilité et la convergence des processus d’adaptation si toutefois elles sont observées expérimentalement.
7.4 Conclusion
Nous avons présenté au cours de ce bref chapitre différentes pistes de ré-flexion visant à assister le modélisateur dans la définition du périmètre de validité du modèle de conducteur ainsi que le choix de ses caractéristiques. Il peut en particulier se révéler nécessaire de vérifier au préalable les limites de performances des stratégies adaptives retenues. Par ailleurs, nous avons éga-lement posé certaines hypothèses afin de préciser notre contexte d’étude et ainsi le périmètre de validité du modèle que nous présenterons au chapitre 8. Certaines de ces hypothèses seront reprises et étendues selon le contexte en question. Nous décrirons par la suite deux expérimentations dont l’objet est l’adaptation sensorimotrice et où nous appliquerons notre modèle afin d’appor-ter certaines informations quand aux capacités adaptatives des conducteurs.
Enfin, nous étendrons notre réflexion à d’autres champs d’application de ce modèle.
Chapitre 8
Modèle adaptatif de
conducteur
Sommaire
8.1 Introduction . . . 108 8.2 Contexte et hypothèses . . . 108 8.3 Implémentation . . . 110 8.3.1 Anticipation-prédiction . . . 110 8.3.2 Système neuromusculaire . . . 113 8.4 Composants adaptatifs . . . 116 8.4.1 Mise à jour de modèle interne . . . 116 8.4.2 Modulation d’impédance . . . 119 8.5 Tests préliminaires . . . 123 8.6 Conclusion . . . 1288.1 Introduction
Nous présentons dans ce chapitre un modèle de comportement conducteur pour la tâche de contrôle latéral du véhicule. Ce modèle est adaptatif dans le sens où il est muni de capacités de réaction actives face à des modifications du contexte de la tâche pour lequel il est initialement développé. Nous pré-sentons alors les hypothèses principales sur lesquelles se fonde notre approche puis détaillons au lecteur la formalisation du modèle. Cette seconde partie fera également l’objet de propositions d’hypothèses plus spécifiques qu’il nous a semblé, dans un souci de clarté, préférable d’aborder ultérieurement, lorsque le besoin s’avérera nécéssaire.