I. INTRODUCTION 14
3. Rôle de la perception haptique pour le déplacement 44
3.5. Les dispositifs haptiques mobiles 51
L’interaction utilisant la modalité haptique est techno-‐dépendante, c’est à dire qu’elle est conditionnée par les dispositifs et les interfaces développés pour communiquer avec ce type
d’interaction.
Le développement de systèmes mobiles communicants et multifonctions comme les smartphones a fait apparaître le besoin de moyens d’interaction évolués qui utilisent de plus en plus la modalité haptique pour transmettre des informations contextuelles ou de navigation. Cette section présente certains dispositifs haptiques mobiles existants sous forme de prototype de recherche dédiés à l’aide au déplacement.
Les dispositifs haptiques d’aide au déplacement piéton sont tous au stade de la recherche (prototype) et pour la majorité conçus dans une démarche techno-‐centrée. Il existe 2 grandes catégories de dispositifs : les tenus et les portés.
3.5.1. Les interfaces portées
Une fois l’utilisateur équipé, les interfaces portées sur le corps ne nécessitent pas une action consciente pour les maintenir en position. Elles présentent l’avantage de libérer les mains et autres membres pour toute autre tâche. Nous distinguons deux sous catégories : les interfaces de type accessoire (bracelet, ceinture, etc.) et les interfaces de type vêtement qui viennent compléter ou substituer l’habillement habituel de l’utilisateur.
3.5.1.a) Les interfaces accessoires
Les interfaces de la catégorie accessoires sont conçues dans le but de répartir des actionneurs sur le corps de l’utilisateur afin de libérer complètement les mains tout en restant discrètes pour une utilisation quotidienne. Elles utilisent toutes des moteurs électromagnétiques vibrants (rotatif à masselotte ou linéaire). L’avantage principal de ces interfaces vient de l’utilisation de la distribution spatiale des actionneurs sur le corps pour donner des indications contextuelles. Elles sont donc très souvent utilisées pour la navigation piétonne. La Figure 7 présente deux exemples de bracelets. Le GentleGuide (Bosman, 2003) est composé d’un élément vibrant fixé sur chaque poignet. Il s’utilise couplé à un système de guidage GPS et permet d’améliorer considérablement les performances d’orientation et de circulation de l’utilisateur. Le Rotating Compass (Rukzio, 2005) est un bracelet dont le fonctionnement est couplé avec les informations issues d’un écran public donnant de l’information contextuelle (comme par exemple, le plan de localisation dans un centre commercial). Le fonctionnement synchrone des deux appareils permet de fournir des indications de directions à l’utilisateur aussi bien tactiles que visuelles.
Figure 7 : Systèmes de navigation tactile utilisant des actionneurs vibrants électromagnétiques fixés au poignet (a) GentleGuide, (Bosman et al., 2003) (b) Rotating Compass (Rukzio, 2005).
La Figure 8 présente des ceintures tactiles. Un ensemble d’actionneurs est distribué autour de la taille de l’utilisateur. Les stimuli tactiles permettent d’indiquer une direction en exploitant la distribution spatiale des actionneurs.
Figure 8 : Ceintures tactiles (a) Tactile Wayfinder, (b) ActiveBelt.
Les accessoires tactiles présentés ci-‐dessus ont été développés dans le but de faciliter la navigation de personnes dans leur environnement habituel. Elles sont conçues pour fonctionner couplées avec un système de géo-‐localisation par exemple. Dans tous les cas, elles fonctionnent avec des actionneurs électromagnétiques dont les possibilités de contrôle sont limitées mais suffisantes pour remplir la tâche demandée. Bien que leur encombrement soit réduit et qu’elles ne nécessitent pas une action consciente de l’utilisateur lors de l’utilisation, elles viennent remplacer des accessoires d’habillement souvent considérés comme esthétiques ce qui complique leur mise sur le marché grand public. La qualité de leur design est donc capitale pour faciliter l’acceptabilité de la part du public.
3.5.1.b) Interfaces « vêtement »
Les interfaces de type vêtement se différencient des accessoires par le fait qu’elles viennent soit compléter soit substituer un élément d’habillement standard.
Nous pouvons répertorier des vestes tactiles utilisées pour des applications militaires. Ces dispositifs sont utilisés pour l’entrainement des soldats en situations extrêmes. Il s’agit de transmettre des informations sur le champ de bataille alors que les autres sens sont surchargés par l’environnement et la situation. La distribution spatiale des actionneurs sur le corps de l’utilisateur est ici utilisée pour transmettre des motifs tactiles mimant les gestes de consigne habituels dans les interventions militaires. Lors de la phase d’entrainement ces vestes sont également utilisées dans des environnements virtuels.
Figure 9 : Vestes tactiles pour applications militaires: (a) Matrice 4x4 vibreurs (b) TactaVest.
La figure 6 présente un système qui applique un retour haptique au pied pour donner des indications de direction. Il s’agit de simuler une ornière que l’utilisateur devra suivre. Cet effet est obtenu en modifiant l’inclinaison de la plante du pied afin que l’utilisateur puisse détecter la direction à suivre.
Figure 10. : CabBoots : (a) principe de fonctionnement (b) prototype
Les interfaces de type vêtement présentent les mêmes avantages que les interfaces de type accessoire mais elles sont beaucoup plus encombrantes et présentent l’inconvénient de ne pas être adaptées à toutes les tailles. Bien que l’information qui peut être véhiculée soit plus riche qu’avec les accessoires, il semble que leur utilisation quotidienne soit trop contraignante pour le marché « grand public ».
3.5.2. Dispositifs visant à informer pour l’orientation
Il peut être judicieux de présenter les informations de distance, de direction, les alertes et un certain nombre de points de repère en utilisant la modalité haptique car les utilisateurs sont assez
performants pour interpréter et mémoriser des relations spatiales présentées grâce à la modalité haptique. (Jones, et al., 2009). Les interfaces haptiques utilisent la proprioception et à la localisation des vibrations sur le corps de l’utilisateur. et La modalité haptique est le plus souvent utilisée pour donner des informations de direction ou d’alerte en relation avec la tâche de navigation. (Van Erp, et al., 2005). Moins fréquemment, des informations plus abstraites comme des points de repère ont été aussi présentées en utilisant le sens du toucher. Ainsi, un certain nombre d’études ont montré l’efficacité de la présentation haptique pour des informations spatiales. Cependant des données supplémentaires sont nécessaires pour confirmer cette efficacité dans différentes situations d’usage.
Plusieurs dispositifs proposent une fonction de guidage utilisant la modalité haptique tel que le Viflex (Giachristis, Randall, & Roselier, 2012) est un dispositif haptique compact et portatif conçu pour une interaction avec le doigt en situation de navigation piétonne (mobilité). Le système comprend une plateforme mobile sur une structure mécanique articulée. La plateforme possède des actionneurs et un détecteur de position. La déviation totale est de 20° (+/-‐ 10°) autour d’une surface de référence. Le dispositif fournit une force de retour à 2 degrés de liberté. Le couple moyen sur toute la course est de 20 Nm. La taille de la plateforme mobile est de 45 x 45 mm2 et le poids de l’appareil est de 450 g. L’interaction générée est un compromis entre une stimulation tactile et haptique. La communication sans fil avec un ordinateur de poche PDA permet de suivre un certain nombre de patterns de navigation mémorisés. Pour ce qui est du langage, le basculement de la plateforme va donner la direction à suivre mais elle peut présenter également des motifs haptiques plus complexes pour signaler un point de repère par exemple.
Le travail de conception de l’interaction en laboratoire avec le viflex a été réalisé lors d’un stage au LISA, par contre la pertinence/performance de l’utilisation du viflex pour guider des personnes voyantes en environnement urbain (ville et transport en commun) n’a pas été évaluée.
Roselier & al, 2006
3.5.3. Dispositif visant à la Transmission d’émotions
Heikkinen, Olsson, & Väänänen-Vainio-Mattila, (2009) ont montré que les interactions par le toucher sont une façon de transmettre des émotions à distance entre deux utilisateurs.