Technologie assistive et simulateur de conduite, vers une réduction

Technologie assistive et simulateur de conduite, vers une réduction du phénomène dit du
« mal du simulateur » / Assistive technology and driving simulators, towards a mitigation of
simulator sickness syndrome
Proposition pour une thèse à l'Ifsttar / proposal for a PhD position at Ifsttar
Lien / link:
http://www.ifsttar.fr/publication/theses/candidats/sujet.php?num=1433&num_session=1&PHPSESSID=4900c0e7ece0039ceadc885ac0d9efc3
Résumé (English below) :
La technologie assistive est utilisée depuis plusieurs années pour permettre à des opérateurs humains de contrôler le
mouvement de dispositifs électromécaniques. Il s'agit de permettre à l'opérateur de manipuler de la façon la plus
naturelle possible un dispositif en adaptant le comportement de ce dernier aux commandes émises par l'opérateur
(échange d'information, retour d'efforts notamment). Les technologies assistives sont utilisées dans de nombreux
domaines tels que la chirurgie, le pilotage à distance de robots en environnements hostiles, les prothèses
« intelligentes »... l'objectif étant de permettre un contrôle « fin » de « l'outil ».
Le mal du simulateur a souvent été expliqué par un problème lié au phénomène d'intégration visuo-vestibulaire.
Toutefois une expérimentation menée il y a quelques années en collaboration entre le Collège de France, l'INSA et
l'INRETS avec des patients sans système vestibulaire a montré que l'absence de ce système ne suffisait pas à éliminer
l'apparition du « mal du simulateur ».
La compréhension des causes du « mal du simulateur » et l'identification de procédés pour réduire l'occurrence de ce
dernier sont des enjeux importants dans la mesure où 1) le filtrage « à la porte » de la population étudiée sur simulateur
(celle qui n'est pas susceptible) introduit un biais dans les résultats acquis et 2) la population âgée, particulièrement
sujette au mal du simulateur, est une population importante à prendre en compte du fait de l'allongement de la durée de
vie.
L'hypothèse que nous souhaitons étudier dans le cadre de cette thèse concerne la relation entre « contrôlabilité » du
système (le simulateur) et mal du simulateur. Du point de vue psychophysique, il s’agit d’évaluer le rôle des capacités
prédictives du cerveau quant aux conséquences sensorielles de ses commandes motrices vers le simulateur. Les
technologies assistives et les concepts sous-jacents constituent une voie à explorer.
Les enjeux pour la mobilité et la sécurité routière concernent la mise au point de simulateurs de conduite utilisables
pour l'étude des comportements du plus grand nombre d'usagers, en minimisant les biais liés à la sélection de la
population pouvant être testée. Des retombées sont attendues concernant la mise au point de simulateurs de formation
ou de ré-entrainement. Les simulateurs plus particulièrement visés concernent l'automobile, mais aussi les deux roues.
Mots-clefs : contrôle moteur, robotique, technologie assistive, simulateur de conduite
Profil du candidat :
Le sujet est pluri-disciplinaire par essence. Il convient soit à un étudiant en Sciences Pour l'Ingénieur intéressé par le
comportement humain et par le contrôle par l'Homme de dispositifs robotisés, soit à un étudiant en Sciences Cognitives
ou en Sciences du Mouvement Humain intéressé par la robotique. L'école doctorale sera choisie en fonction du profil du
candidat. Les débouchés de la thèse sont, outre l'enseignement, la R&D dans les domaines développant les technologies
assistives et en particulier le domaine médical et celui de la télé-opération en environnements hostiles.
Contacts :
[email protected], [email protected]
Assistive technology and driving simulators, towards a mitigation of simulator sickness syndrome
/ Technologie assistive et simulateur de conduite, vers une réduction du phénomène dit du
« mal du simulateur »
Proposal for a PhD position at Ifsttar / Proposition pour une thèse à l'Ifsttar
Link / lien:
http://www.ifsttar.fr/publication/theses/candidats/sujet.php?num=1433&num_session=1&PHPSESSID=4900c0e7ece0039ceadc885ac0d9efc3
Abstract :
The assistive technology is used for several years to allow human operators to control the motion of electro-mechanic
devices. The aim is to let the operator manipulate, using the most natural possible way, a device by adapting its
behaviour to operator commands (information exchange, force feedbacks in particular). The assistive technologies are
used in many domains like surgery, tele-operation of robots in hostile context, smart prostheses, etc. the aim being to
allow a "precise" control of the "tool".
The simulator sickness has been often explained by a visuo vestibular integration problem (incoherency between visuo
and vestibular information produced by the researched illusion). However, an experiment conducted some years ago by
the College de France, the INSA and the INRETS with vestibular loss patients showed that the lack of vestibular system
was not sufficient to eliminate the "simulator sickness syndrome".
The understanding of the reasons of the "simulator sickness" and the identification of ways to mitigate the syndrome are
important stakes as: 1) the filtering "at the door" of the studied population on simulators (to keep the part of the
population which do not suffer) induce a bias in the acquired results, 2) the ageing population, which is particularly
susceptible, is a growing population, with important questions in term of safe mobility.
The hypothesis we want to study within this PhD concerns the relationship between the "controlability" of a system (the
driving simulator) and the simulator sickness syndrome occurrence. From a psychophysical standpoint, we will
quantify the role of the brain capacity to predict the sensory consequences of its motor outputs to a simulator. The
assistive technologies and the under lied concepts have to be investigated.
The stakes for the mobility and the road safety concern the design and/or tuning of driving simulators to be used for the
study of the behaviour of the largest number of road users, while mitigating the bias due to the selection of the
population which can be observed. The results will be useful for the design / tuning of training / retraining simulators.
The PhD work will focus on cars, but also on two-wheeled vehicles.
Keywords : motor control, robotic, assistive technology, driving simulator
Candidate profile :
The research topic is inherently multi-disciplinary. The PhD candidate may have a engineering sciences background
with interest in human behaviour and human control of robotic devices, or a background either cognitive or human
movement sciences with interest in robotics. The thesis opportunities are, in addition to education, R & D in the areas
developing assistive technology and in particular the medical field and that of tele-operation in hostile environments.
Contacts : [email protected], [email protected]