Synthèse des principaux résultats d’expériences

Nous avons réalisé un certain nombre d’expériences, impliquant différents critères du point de vue de l’environnement visuel proposé, de la nature de la tâche et du type de retour haptique (cf.figure9.1). Nous pouvons représenter ces différentes tâches dans l’espace tridimensionnel composé par ces critères. Ainsi, l’expérience d’ajout d’interface haptique pour le suivi de trajectoires bidimensionnelles (ellipses et lettres nouvelles) [Bluteauet al., 2008;Bluteauet al., 2009b] (boule bleue - quadrillage vertical dans la figure9.1) se trouve être à la frontière d’un environnement visuel plutôt riche et immersif, avec une tâche moyennement complexe (ce n’est pas un pointage rectiligne, ni une tâche d’expertise car le geste d’écriture est rencontré quasi quotidiennement), et un retour haptique de type kinesthésique. Nous pour-rions pousser cette classification plus loin en précisant que différents paradigmes de retour d’information haptique ont été proposés (retours haptiques en démonstration, correction ou contrôle partagé ; retours haptiques basés sur les informations spatiales de position ou les informations cinématiques de forces). La seconde expérience (boule rouge dans la fig.9.1) [Bluteauet al., 2009a] utilisant la configuration de réalité virtuelle workbench+ spidar se situe à la croisée d’un environnement visuel riche et immersif, d’une tâche relativement complexe de suivi de trajectoire tridimensionnelle, utilisant un retour haptique

Figure9.1 – Localisation de nos expériences dans l’espace tridimensionnel composé de l’environnement visuel, le type de retour haptique renvoyé à l’utilisateur et la nature de la tâche à réaliser.

Commençons par la première catégorie d’expériences qui consistaient à évaluer l’ajout d’un dispo-sitif haptique de type kinesthésique pour l’apprentissage de l’écriture. La littérature déjà bien fournie de résultats nous a poussé à analyser l’influence de différents paradigmes du guidage haptique. En effet, de nombreux résultats [Liuet al., 2006;Palluel-Germainet al., 2007;Feyginet al., 2002;Bayartet al., 2005;

Srimathveeravalli and Thenkurussi, 2005] ont montré la supériorité d’un guidage haptique couplé à des retours visuels pour des critères spatiaux ou cinématiques. Nous nous sommes donc attaché à déterminer l’influence du type d’informations utilisées pour réaliser le guidage dans un protocole d’apprentissage (pré/post test) chez des adultes (cf.figure9.2).

Deux expériences ont montré que le recours à des dispositifs haptiques dans le cadre d’apprentis-sage de l’écriture peut entraîner des résultats positifs sur la performance de critères cinématiques de production de trajectoires. Ces résultats ont étés vérifiés sur des trajectoires simples, relativement bien connues tel que les ellipses, mais aussi sur des trajectoires nouvelles, inconnues des participants. L’in-fluence de ces retours haptiques varie néanmoins en fonction du type d’informations utilisées pour le guidage haptique. Le guidage à base d’informations de force apporte un guidage est plus efficace sur les critères mesurés, tandis que les apports du guidage haptique à base d’informations de positions restent mitigés, sûrement dépendants de la difficulté de la tâche et de l’expertise du sujet. Les résultats obtenus

Figure9.2 – Différentes études de la littérature sur des tâches similaires en fonction du paradigme de guidage et du type d’informations utilisées. En rouge apparaît la configuration d’analyse étudiée lors de notre première série d’expériences.

ce sens. D’autres paramètres ont été testés, comme notamment l’influence de la_«quantité_»de guidage fournie à la personne. Cependant, bien que des résultats similaires existent dans la littérature [Bayartet al., 2005], nous n’avons pas été à même de conduire l’expérience du fait de biais de sélection des par-ticipants. Des études complémentaires sur le choix des paramètres permettraient de définir de manière plus systématique les paramètres du guidage haptique, encore bien souvent_«estimés théoriquement et ajustés expérimentalement_»(voir la discussion §6.7).

Concernant la seconde classe d’expériences réalisées, nous nous sommes attaché à déterminer l’in-fluence des indices kinesthésiques modifiés sur la réalisation du geste (cf. chap.7). En sur-exprimant ces indices (inertie simulée) ou au contraire en les sous-exprimant (compensation de la masse) de ma-nière_«artificielle_» à l’aide d’un dispositif haptique, nous avons analysé la performance de suivi de trajectoire tridimensionnelle simple dans un environnement de réalité virtuelle. Ce type d’expérience se rapproche des analyses en micro (ou hyper) gravité. Elles permettent de déterminer si la perfor-mance d’un geste repose sur l’utilisation de ces indices kinesthésiques. Dans notre cas, nous avons montré que la modification des indices kinesthésiques influence la demande attentionnelle visuelle lors de tâches de suivi de trajectoires. Nos résultats montrent également des tendances d’amélioration de la précision lors de la réalisation de la tâche lors de la sur-expression des indices kinesthésiques (condi-tion de d’inertie simulée forte) approchant de la significativité. L’hypothèse d’un effet plafond (ni-veau d’expertise des participant très élevé) dû à la simplicité de la trajectoire (pourtant nécessaire du point de vue du dispositif haptique utilisé) pourrait être la source d’explication du manque de signi-ficativité de nos résultats. On ne peut néanmoins ignorer que la modification de ces indices kines-thésiques influe grandement la performance dans la tâche de suivi de trajectoires tridimensionnelles [Gentaz and Hatwell, 1996]. Ces indices perceptifs spécifiques sont bien utilisés lors de la réalisa-tion d’une tâche sensorimotrice. Nos résultats sont similaires à ceux de Berkelman [Berkelman and M., 2006]. Une revue de la littérature supporte ces observations dans deux sens : un allègement de la charge musculaire (ou fatigue) qui améliorerait les performances [Ott et al., 2005] et une pondéra-tion modifiée positivement de l’utilisapondéra-tion des indices perceptifs [Shadmehr and Mussa-Ivaldi, 1994;

dégra-sensoriels visuels. Les informations visuelles, normalement plébiscités pour la réalisation de tâches im-pliquant une précision spatiale, semblent trop complexes pour une utilisation classique. Les informations tactiles semblent dans ce cas plus compréhensives et sont utilisées malgré leur manque de précision spa-tiale. L’utilisation de cette information tactile implique une certaine congruence par rapport à la tâche et une pertinence quasi équivalente à un retour visuel. Les études sur le temps de réaction des stimuli tactiles concordants avec des stimuli visuels, plus rapides à traiter cognitivement que les stimuli visuels seuls, nous encourageraient à l’utilisation de ce type de guidage [Forsteret al., 2002]. Nos résultats sont aussi discutés dans le contexte de la boucle de perception action.