Partie III Contributions expérimentales 89
6.5 Expérience 2 - Influence de deux types de guidages haptique sur le suivi de nouvelles
Dans cette expérience, nous voulons confirmer la présence de nos résultats issus de l’expérience pré-cédente, pour des trajectoires nouvelles pour les sujets : des lettres arabes et japonaises. Nos hypothèses restent identiques à celles de l’expérience précédente.
Figure6.11 – Lettres 1 et lettre 2, issues de la langue arabes. D’après Bluteau et al.(2008). N’ayant pas de scripteur expert pour tracer les modèles de lettres, nous avons généré le profil de vitesse et de force selon la même méthode utilisée pour les ellipses. Ces trajectoires respectent donc la loi de production de puissance2
3. Concernant les lettres issues du japonais, nous avons choisi le«o»et le «wa»de l’alphabethiragana(cf.figure6.12- haut). Nous avons homogénéisé les quatre trajectoires en supprimant les levers de crayons pour chacune d’entre elles. Les trajectoires ainsi obtenues sont illustrées dans la figure6.12- bas. L’ordre du tracé suit l’ordre de la lettre hiragana correspondante. Les trajectoires inspirées du japonais ont été tracées par un expert. Nous avons ainsi obtenu la suite de points et les profils de vitesse et forces associés, respectant les lois de production classiques de l’écriture.
Le choix de ces trajectoires offre différents niveaux de difficultés si l’on se base sur le nombre de changement «brutal» de direction (angle>45˚) des lettres (lettre 1 : un changement de direction de 90˚ ; lettre 2 : un changement de 180˚ ; lettre 3 : trois changement brutaux ; lettre 4 : quatre change-ments brutaux). Ces changechange-ments brutaux de directions impliquent des modifications importantes dans la cinématique du tracé de la trajectoire.
Conditions expérimentales
Les conditions expérimentales de cette expérience sont similaires à l’expérience précédente. Nous voulons tester ici l’influence des deux principaux types de guidages haptique de la littérature, de ma-nière plus extensive, sur des trajectoires plus complexes et inconnues aux sujets. Trois conditions seront donc proposées au sujet (un entraînement avec un guidage haptique basé sur les informations de posi-tions -TP- , et un entraînement avec un guidage haptique basé sur les informations de forces -TF), additionnées d’une condition contrôle (sans guidage haptique -TØ). Les conditions d’entraînement sont similaires respectivement à celles de l’expérience sur les ellipses. Seuls les gains du guidage haptique à base d’informations de positions diffèrent légèrement sur le choix des gains. Ceux-ci sont basés sur les gains couramment présents dans la littérature, puis expérimentalement ajustés pour plus de fluidité dans
Figure6.12 – Lettres japonaises modèle (haut) et lettres 3 et 4, inspirées du japonais. D’après Bluteau et al.(2008).
Protocole
Le protocole expérimental est de type pré/post test et similaire au protocole de l’expérience des el-lipses (cf.figure6.10). Lors des phases de pré/post test, le sujet devait réaliser (sans retour haptique de la part du dispositif) cinq traces par lettres, dans un ordre pseudo aléatoire (deux lettres identiques consé-cutives ne peuvent pas apparaître). Au total, les phases de pré/post test étaient composées de 20 essais. Chaque entraînement est constitué de 20 essais (5 essais x 4 lettres). Cette fois ci, contrairement à l’ex-périence précédente, les trajectoires des phases pré/post test et les trajectoires de la phase d’entraînement sont identiques. On supprime ainsi la variabilité des gestes moteurs requis, pour ne tester que l’influence du guidage haptique. Une session d’expérience est donc composée de 140 essais. La durée de la ses-sion complète est d’environ 35-45 minutes. La consigne donnée aux sujets lors de l’expérience était de «tracer les lettres le plus précisément et le plus rapidement possible».
Participants
Les résultats sont issus de la passation de 23 participants, droitiers, de l’université de Grenoble. Ils n’avaient aucune connaissance de la langue Arabe ou Japonaise et sans trouble moteur ou dysfonctionne-ment neurologique connu. L’âge de cette population variait entre 18 et 26 ans (moyenne 21.3±2.5, dont 13 filles). L’expérimentation c’est déroulée en accord avec la déclaration d’Helsinki.
p<0.05). Une analyse de contrastes planifiés montre (tous les p<0.05) que le nombre de pics de vitesse augmente avec la difficulté de la lettre : lettre 1 (m=8.77), lettre 2 (m=9.27), lettre 3 (m=11.03) et lettre 4 (m=10.02). Ce facteur n’interagit pas avec le type d’entraînement. L’interaction entre la phase de test (pré/post) et le type d’entraînement est significatif (F(2,44)=5.01 ; p<0.05). Des analyse post-hocs (test de Tukey avec un seuil de significativité fixé à 0.05) montrent une réduction significative du nombre de pics de vitesse uniquement dans la condition d’entraînement haptique basée sur les informations de forces. Aucune différence significative n’est observée pour la condition haptique basé sur la position ou pour l’entraînement contrôle. Enfin, l’interaction entre le type d’entraînement et la lettre s’est montrée non significative (F(6,102)=1.15 ; p>.25). Nous avons réalisé des analyses additionnelles afin de déter-miner l’effet des types d’entraînements en fonction de chacune des lettres :
- Pour la lettre Arabe 1 et la lettre inspirée du japonais 3 : aucune interaction significative entre le type d’entraînement et la période.
- Pour la lettre Arabe 2 : l’interaction est significative (F(2,44)=6.14 ; p<.05) et les analyses post-hocs (Test de Tukey p<0.05) montrent une réduction significative pour l’entraînement haptique basé sur les informations de forces (Pré-test : m=9.42 ; post-test m=7.06) uniquement.
- Pour la lettre inspirée du japonais 4 : l’interaction est significative (F(2,44)=3.79 ;p<.05) et les ana-lyses post-hocs (test de Tukey p<0.05) montrent une réduction significative du nombre de pics de vitesse pour l’entraînement haptique basé sur la force (Pré-test : m=11.12 ; post-test m=8.86) uniquement.
Concernant la vitesse moyenne, l’effet de la lettre est significatif (F(2,66)=13.577 ; p<0.05). Ce fac-teur n’interagit pas avec le type d’entraînement. Une interaction significative entre le type d’entraînement et la période (pré/post test) est présente (F(2,44)=4.29 ; p<0.05). Des analyse post-hocs (test de Tukey p<0.05) montrent une augmentation significative de la vitesse pour l’entraînement haptique basé sur la force uniquement. De même que pour le critère du nombre de pics de vitesse, nous avons réalisé des ana-lyses complémentaires par lettres. Pour chacune des lettres, une interaction entre le type d’entraînement et la période est significative (lettre 1 : F(2,44)=8.734 ; p<0.05 ; lettre 2 : F(2,44)=13.135 ;p<05 ; lettre 3 : F(2,44)=11.559 ;p<.05 ; lettre 4 : F(2,44)=7.744 ;p,.05 ) et des analyses complémentaires (test de Tukey p<0.05) montrent une augmentation significative uniquement pour le guidage haptique basé sur la force.
Concernant le critère de ressemblance de forme (DTW), l’effet de la lettre est significatif (F(3,66) = 277.01 ; p<0.05). Ce facteur n’interagit pas avec le type d’entraînement. L’interaction entre le type d’entraînement et la période est non significatif (F(1,22)=0.61 ; p>0.25). Des analyses complémentaires par lettres ont été réalisées mais n’ont montré aucun effet d’interaction entre ces deux facteurs (tous les p>0.25).
6.5.3 Discussion préliminaire
En résumé, les résultats principaux de cette expérience révèlent une réduction significative du nombre de pics de vitesse (pour deux des quatre lettres) et une augmentation significative de la vitesse moyenne (pour toutes les lettres testées) en présence de l’entraînement haptique basé sur les informations de forces. Ce résultat est concordant avec notre hypothèse issue de l’expérience précédente (ellipses), bien que ce type de guidage haptique semble être sensible au type de trajectoire testée. Contrairement à nos hy-pothèses, aucun effet principal significatif (bien que la tendance existe) n’a été observé pour le guidage haptique basé sur les informations de positions. La condition contrôle ne montre aucune amélioration des critères de performances mesurées. Enfin, aucune des conditions n’améliore significativement la forme de la lettres (comme le suggère le manque de significativité du critère DTW). Ce résultat, contraire à d’autres recherches montrant une amélioration de la ressemblance des formes produites après un guidage haptique [Srimathveeravalliet al., 2006], pourrait être expliqué par des différences méthodologiques. L’effet« pla-teau»de la performance des utilisateurs pourrait aussi expliquer potentiellement ces résultats. En effet, si les participants sont déjà relativement performants en début d’expérience sur la reproduction d’une forme fidèle, les effets des entraînements ne devraient quasiment pas se faire sentir. Pour tester l’amé-lioration de ce critère, des trajectoires encore plus complexes, ou des plans d’expériences impliquant le transfert inter manuel pourraient être testés dans des expériences futures.