6.2 Projet ARITI
Le projet ARITI (Augmented Reality Interfaces for Teleoperation via the Internet) a pour objectif scientifique l’´etude et la mise en oeuvre de nouvelles m´ethodes d’assistance au travail et au t´el´etravail collaboratif. Les recherches se situent au niveau de la mod´elisation, de la conception et de l’´evaluation par des exp´erimentations en situation r´eelle de ces m´ethodes. La finalit´e des recherches concerne, d’une part, le d´eveloppement d’interfaces (mono et multi-utilisateurs) `a moindre coˆut moyennant les technologies WEB et, d’autre part, le d´eveloppement d’interfaces (mono et multi-utilisateurs) multisensorielles et mul-timodales utilisant les technologies de r´ealit´e virtuelle et augment´ee. Les domaines d’ap-plications concern´es par le projet ARITI sont : la t´el´erobotique, la t´el´em´edecine, l’infor-matique, la biologie mol´eculaire, et ´egalement tous les secteurs concern´es par des activit´es de groupe permettant de concevoir, de prendre des d´ecisions, d’analyser des probl`emes complexes ou de s’organiser.
Dans ce qui suit, nous pr´esentons bri`evement les principales r´ealisations obtenues en appliquant nos recherches dans le domaine de la t´el´eop´eration. On se contentera dans cette section de pr´esenter principalement les interfaces d’assistance `a la t´el´eop´eration et `
a la t´el´eop´eration collaborative via le WEB, autour des plateformes de r´ealit´e virtuelle et augment´ee.
6.2.1 Assistance `a la t´el´eop´eration via le WEB
Le projet ARITI a ´et´e initi´e par Samir Otmane pendant sa th`ese en 1996. Les premiers travaux ont permis la mise en place du premier syst`eme de t´el´eop´eration de robot en r´ealit´e augment´ee via Internet en France. Ce premier syst`eme d’assistance au t´el´etravail via le Web (figure 6.1) s’est vu attribu´e le nom du projet (le syst`eme ARITI) (Otmane, 2000) (Otmane et al., 2000b). Il permet d’assister un utilisateur dans la r´ealisation des tˆaches de t´el´emanipulation d’objets r´eels par un robot via un navigateur WEB. Les techniques utilis´ees ont permis d’apporter `a l’op´erateur en situation de t´el´etravail, une assistance `a la perception de l’environnement et `a la commande d’un robot (Otmane et al., 2000a). Ces assistances ont pour objectif l’am´elioration de la pr´ecision de la tˆache tout en assurant la s´ecurit´e durant son d´eroulement.
Fig. 6.1 – Capture d’´ecran de la premi`ere interface pour l’assistance `a la t´el´eop´eration en r´ealit´e augment´ee r´ealis´ee dans le cadre du projet ARITI.
Les recherches concernant l’assistance au t´el´etravail via le WEB se sont poursuivies pour proposer des assistances au t´el´etravail collaboratif via le Web. En effet, la plupart des missions complexes sont r´ealis´ees soit sur site (maintenance industrielle, conception de produits complexes, intervention chirurgicale d´elicate, etc.) soit depuis un site distant dans le cas du t´el´etravail assist´e par ordinateur (t´el´eop´eration en milieux hostiles, t´el´echirurgie, t´el´emaintenance, t´el´ediagnostique, etc.). Le succ`es de certaines missions exige souvent une collaboration (travail coop´eratif) avec d’autres personnes (notamment des experts) poss´edant des comp´etences et des rˆoles diff´erents. C’est dans ce contexte que des travaux ont ´et´e r´ealis´es pour la conception d’un collecticiel pour l’assistance `a la t´el´eop´eration via le WEB (Kh´ezami, 2005). L’objectif de ce travail concerne la mod´elisation et la conception d’un syst`eme Multi-Agents (SMA) de collaboration pour l’assistance `a la pr´eparation de missions et `a l’ex´ecution des tˆaches collaboratives. La premi`ere application de ce travail est la t´el´eop´eration collaborative d’un robot via Internet en utilisant le syst`eme ARITI coupl´e avec le SMA de Collaboration (SMA-C) (Kh´ezami, 2005) d´evelopp´e. L’interface du collecticiel (figure 6.2) permet `a un groupe d’utilisateurs distants de communiquer, de se coordonner et de coop´erer avant et pendant l’ex´ecution des tˆaches.
Fig. 6.2 – Capture d’´ecran des nouvelles interfaces r´esultantes pour la t´el´eop´eration col-laborative via le Web. A gauche, l’interface de l’assistant pour la communication, la co-ordination et la production. A droite, en haut, l’assistant multi-agent, en bas la nouvelle interface du syst`eme de t´el´eop´eration collaborative ARITI-C.
6.2.2 Assistance `a la t´el´eop´eration via des plateformes de r´ealit´e
virtuelle et augment´ee
Les techniques d’interactions 3D sont tr`es ´eloign´ees des interactions 2D classiques. Ces derni`eres se r´ealisent le plus souvent par l’interm´ediaire du couple clavier-souris associ´e aux interfaces graphiques que nous connaissons tous. Ces interactions 2D sont aujourd’hui maˆıtris´ees et il est possible de connaˆıtre leurs performances. En effet, il existe de nom-breux mod`eles de pr´ediction et les techniques d’´evaluations existantes sont tr`es efficaces. Cela n’est pas le cas pour les interactions 3D en raison d’un certain nombre de barri`eres : diff´erentes interfaces de R´ealit´e Virtuelle (RV), peu de connaissances, peu de sp´ecialistes, etc.
6.2. PROJET ARITI
Des exp´eriences r´ealis´ees autour des plateformes de r´ealit´e virtuelle et augment´ee (fi-gure 6.3) montrent qu’interagir naturellement (sans contraintes li´ees `a l’environnement) avec des objets d’un monde virtuel et/ou un monde r´eel distant est une action qui n’est pas ´evidente en raison des limitations des interfaces de RV et des techniques d’interaction 3D classiques. Il est n´ecessaire de proposer de nouveaux mod`eles pour la conception de syst`emes d’assistance `a l’interaction 3D pour :
– all´eger l’apprentissage de l’utilisation d’une application de RV/RA,
– rendre l’exp´erience de l’utilisateur la meilleure et la plus naturelle possible afin que celui-ci puisse se concentrer essentiellement sur la tˆache qu’il doit effectuer.
– am´eliorer les performances (en termes de temps d’ex´ecution, de pr´ecision et de s´ecurit´e) des tˆaches de s´election et de manipulation.
Fig. 6.3 – Tˆaches de s´election et de manipulation d’objets utilisant la r´ealit´e augment´ee `
a partir de la plateforme EVR@. (a) avec un robot `a 4 ddl sur le site esclave, (b) avec un robot FANUC `a 6ddl sur le site esclave.
C’est dans ce contexte que nous allons exp´erimenter l’apport de la technique Follow-Me pour l’assistance `a la s´election et `a la manipulation d’objets dans ce chapitre.
D’autres exp´eriences ont ´et´e r´ealis´ees sur la t´el´eop´eration collaborative entre deux pla-teformes de r´ealit´e virtuelle et augment´ee distantes (figure 6.4) (Leligeour et al., 2006). Cette derni`ere a comme objectif d’´etudier et de d´eterminer les principales exigences qu’im-pose un t´el´etravail collaboratif autour des plateformes de RV/RA. En effet, l’impr´evisibilit´e des besoins qui vont ´emerger au cours du travail collaboratif implique qu’il est n´ecessaire que les syst`emes de collaboration doivent supporter un travail sensible au contexte dans lequel ils seront utilis´es. Ce contexte s’exprime, par exemple, par la situation collabora-tive qui se pr´esente par la sp´ecificit´e de la tˆache `a r´ealiser ainsi que par les param`etres avec lesquels la collaboration prend place : distribution g´eographique, modalit´es de per-ception visuelle (vision mono/st´er´eo) et d’interaction (interfaces 2D, interfaces de r´ealit´e virtuelle), connextions r´eseaux, etc.
Le syst`eme collaboratif doit ˆetre en mesure de supporter ces exigences. Deux autres probl`emes importants qui ressortent de cette exp´erience sont : le manque d’informations sur l’interaction du groupe et le manque d’outils de coordination des tˆaches et des utili-sateurs. C’est ´egalement dans ce contexte que nous avons ´etudi´e ce probl`eme et propos´e un mod`ele pour l’assistance `a l’interaction collaborative (dans le chapitre 5). Il s’agissait d’une part d’identifier l’interaction du groupe selon les tˆaches de navigation, de s´election et de manipulation. D’autre part, les donn´ees qui r´esultent du mod`ele propos´e
contribue-Fig. 6.4 – Illustration de l’exp´erimentation r´ealis´ee lors de la t´el´eop´eration collaborative entre deux plateformes de r´ealit´e virtuelle et augment´ee. (a) un utilisateur autour de la plateforme (b) un autre utilisateur autour de la plateforme EVR@, (c) le syst`eme permettant la supervision des deux sites et des tˆaches r´ealis´ees par le robot r´eel.
raient ´egalement `a la conception d’un outil d’assistance `a la coordination des utilisateurs et des tˆaches.