3 `a6 3 `a6 3 `a7 3
de force
La table 3 r´esume les principales caract´eristiques des p´eriph´eriques de pointage `a retour de force
de plus de3DOF dont nous avons discut´e. L’espace de travail, la r´esolution, la force maximale et
en continu, ainsi que le nombre de degr´es de libert´es sont des points cl´es qui d´eterminent le choix
du p´eriph´erique `a utiliser. La plupart de ces p´eriph´eriques poss`edent une gamme de produits assez
large pour couvrir diff´erents types de besoins. En plus de ces appareils, nous pouvons souligner les
exosquelettes tels que le Cybergrasp ainsi que le Cyberforce qui sont utilis´es conjointement pour
des applications de simulation principalement. Enfin le pantographe et ses d´eriv´es permettent de
b´en´eficier du retour de force sur2DOF, ce qui peut ˆetre suffisant selon l’utilisation.
3.3. Interactions haptiques
L’haptique a d’ores et d´ej`a de nombreuses applications. Le rendu haptique peut ˆetre utilis´e
pour augmenter l’immersion dans une environnement de r´ealit´e virtuelle [93]. Il est aussi
possi-ble d’am´eliorer l’efficacit´e des interfaces visuelles et auditives en proposant de nouvelles techniques
d’interaction [5, 143]. Enfin il est possible de remplacer une modalit´e quand celle-ci est indisponible
pour diverses raisons : obscurit´e, surface d’affichage restreinte, environnement bruyant, handicaps
visuels et auditifs, etc [165]. Nous allons nous int´eresser d’une part `a deux situations courantes
d’u-tilisation de l’haptique : les simulations et la navigation d’interfaces. D’autre part nous allons ´etudier
des techniques d’interaction du mˆeme type que celles que nous allons ´etudier dans les chapitres
suivants, c’est-`a-dire l’exploration d’une sc`ene, et le codage d’information sous forme d’ic ˆones en
utilisant l’haptique.
3.3.1. Simulations
Le retour haptique est beaucoup utilis´e dans le milieu m´edical. Des logiciels de simulations ont
´et´e d´evelopp´es afin de former des sp´ecialistes. Par exemple Baillie, Crossanet al.[11, 43] ont travaill´e
sur un simulateur de palpation rectale de vache (figure 25), afin de former les v´et´erinaires bovins
`a la d´etection de certaines maladies et le suivi de la gestation. Williams et al.[174] ont d´evelopp´e
un simulateur de palpation de dos pour ost´eopathes. Dans les deux cas l’´etudiant explore avec un
PHANToM, et un sp´ecialiste peut l’observer et ainsi le conseiller. Ce syst`eme inclut un mode de
guidage permettant de rejouer des trajectoires.
La soci´et´e SRI [160] a d´evelopp´e le syst`eme MEDFAST (Medical Emergency Forward Area
Surgi-cal Telepresence) [85] pour l’arm´ee am´ericaine. C’est un syst`eme de t´el´epr´esence pour effectuer des
op´erations chirurgicales `a distance. Le principe est d’avoir un robot articul´e dans un h ˆopital mobile
(mobile army surgical hospital, MASH) sur le champ de bataille, et de doter le chirurgien d’une
sta-tion d’op´erasta-tion par t´el´epr´esence (telepresence surgeon’s workstasta-tion, TSW). Ainsi le chirurgien peut
travailler dans de bonnes conditions, en s´ecurit´e, et avec pr´ecision.
3.3.2. Navigation d’interfaces
L’haptique peut aussi ˆetre utilis´ee pour ressentir une interface. Ainsi il est possible d’augmenter le
r´ealisme d’une interface, tout en am´eliorant l’efficacit´e. Dennerleinet al.ont montr´e l’efficacit´e d’une
souris `a retour de force (FEELit) pour des tˆaches de pr´ecision [49]. L’aimantation de zones choisies
de mani`ere ad´equate permet d’acc´el´erer l’interaction.
Le retour tactile est aussi utilis´e : Fukutomo et Sugimura utilisent un vibreur sur un PDA afin de
le faire vibrer quand l’utilisateur clique sur un bouton [60]. Ceci permet `a l’utilisateur de savoir s’il
a bien cliqu´e dessus. Ils ont mesur´e un accroissement de l’efficacit´e de 5% en milieu silencieux et
15% en milieu bruit´e. Nashel et al. [119] ont d´evelopp´e un syst`eme similaire o `u l’on ressent aussi
le passage sur les boutons, et donc on sait si on est sur un bouton, sur le bord ou `a c ˆot´e. Plus tard,
Brewsteret al.ont mesur´e l’efficacit´e d’un clavier virtuel sur PDA avec et sans retour tactile [27, 74].
Ils ont montr´e que le retour tactile permet de r´eduire significativement les erreurs de saisie. Ce genre
de syst`eme est utilis´e sur des consoles de jeux telles que la Wii de Nintendo [125]. Le contr ˆoleur est
une t´el´ecommande qui contient un vibreur. Les boutons et les touches de l’interface peuvent ˆetre
ressentis grˆace `a des vibrations. Le principe d’inclure les composants cr´eant l’effet tactile dans un
stylet ou un contr ˆoleur au lieu de le mettre dans l’´ecran a ´et´e ´etudi´e par plusieurs chercheurs. Leeet
al.ont mont´e un sol´eno¨ıde sur un stylo [94] afin de donner une sensation de clic `a duret´e variable.
Un capteur de pression sur la pointe permet de connaˆıtre l’´etat du stylet et ainsi de calculer la force
ad´equate `a appliquer. Ce syst`eme permet aux syst`emes utilisant un stylet de faire ressentir l’interface.
3.3.3. Exploration
Dans un contexte plus g´en´eral le guidage peut ˆetre utilis´e pour apprendre `a l’utilisateur toutes
sortes de trajectoires. Bayart et al. ont d´evelopp´e une m´ethode d’apprentissage de trajectoire en
quatre phases [14]. Dans la premi`ere phase l’utilisateur est compl`etement guid´e par le syst`eme.
Dans la seconde il essaye de reproduire la trajectoire, et le syst`eme n’intervient que lorsqu’il est
perdu, c’est-`a-dire qu’il d´evie trop de la trajectoire. Dans la troisi`eme phase l’utilisateur est replac´e
sur le chemin s’il s’en ´eloigne trop, sans recevoir d’indication sur la direction `a prendre. Enfin
dans la derni`ere phase, l’utilisateur n’est plus aid´e. Ce syst`eme a ´et´e utilis´e notamment pour faire
un syst`eme permettant d’apprendre l’´ecriture de kanjis, et un syst`eme de guidage dans un labyrinthe.
La diff´erence principale entre le rendu visuel et le rendu tactile est que le rendu visuel permet `a
la fois d’avoir une vue d’ensemble et une vue d´etaill´ee, alors que le rendu tactile ne permet d’avoir
qu’un rendu `a une seule ´echelle. Afin de contourner cette lacune, Ziat et al. se sont int´eress´es `a la
possibilit´e de cr´eer des interfaces tactiles zoomables. Le p´eriph´erique utilis´e, appel´e Tactos, est
con-stitu´e d’une tablette graphique comme p´eriph´erique de pointage, et de deux cellules de2×4picots
comme dispositif d’affichage tactile. Une ´etude pr´eliminaire [179] montre qu’il est possible d’utiliser
ce p´eriph´erique pour reconnaˆıtre des formes de taille entre 0,5mmet2mm. Par ailleurs les auteurs
se sont rendus compte que les utilisateurs adaptent leurs mouvements pour percevoir les formes de
petite taille. De plus ils d´eveloppent plusieurs types de strat´egies d’exploration. Plus tard, Ziat et
Gapenne [178], examinent la reconnaissance d’ellipses de tailles diverses avec le mˆeme dispositif. Ils
en ont d´eduit un seuil de confort bas´e sur le rapport entre la taille de la fenˆetre et la taille de la forme,
et que la strat´egie d’exploration employ´ee influe sur la performance selon la forme `a reconnaˆıtre.
Dans une autre ´etude [180], ils utilisent les mˆemes formes mais cette fois-ci les diff´erents groupes ne
testent plus diff´erentes tailles de figure, mais diff´erentes tailles de fenˆetre. Cette fois-ci ils constatent
des ambigu¨ıt´es pour des rapports interm´ediaires entre la taille de la fenˆetre et la taille de la forme.
Ces diff´erentes ´etudes ont ´et´e compl´et´ees par une exp´erience o `u le but ´etait de reconnaˆıtre une
let-tre englob´ee dans une forme g´eom´etrique [181]. Les r´esultats monlet-trent que les utilisateurs arrivent
mieux `a identifier la forme que la lettre.
3.3.4. Les ic ˆones
Ic ˆones visuelles.
Lesicˆonessont des ´el´ements essentiels des interfaces modernes. Les premi`eres ic ˆones visuelles sont
apparues en mˆeme temps que les premi`eres interfaces graphiques ouGUI(Graphical User Interface).
Ces interfaces sont bas´ees sur le mod`ele WIMP (Window, Icon, Menu, Pointing device : fenˆetre,
ic ˆone, menu, p´eriph´erique de pointage), et la premi`ere est issue du projet Xerox Star [36]. L’id´ee
d’une ic ˆone est de synth´etiser une information. Les ic ˆones visuelles sont couramment utilis´ees pour
repr´esenter des applications ou des fichiers. Des ´etudes ont ´et´e men´ees pour cr´eer des ic ˆones utilisant
d’autres modalit´es. Les motivations sont souvent les mˆemes que toute application multimodale :
le remplacement d’une modalit´e peut ˆetre souhaitable si l’environnement n’est pas propice `a son
utilisation (visuel dans l’obscurit´e, auditif en milieu bruit´e, etc.), ou si l’utilisateur poss`ede des
d´eficiences l’empˆechant d’utiliser ces modalit´es.
Dans le document
Contributions à la dissémination d'informations haptiques dans un environnement multimodal
(Page 49-52)