La réalité virtuelle au soutien de la santé

EURÊKA ! #2


Rédigé par Paul RICHARD, maître de conférences en réalité virtuelle et Eulalie VERHULST, doctorante à l'Université d'Angers - Angers, le 29/09/2016 - 07:45 / modifié le 29/09/2016 - 07:52


Avec cette rubrique bimensuelle, la rédaction d’Angers Mag et l’Université d’Angers (UA) s’associent pour éclairer autrement le débat public et les questions de notre temps, en confiant la plume à quelques-uns des 560 enseignants-chercheurs et 518 doctorants de l’institution, qui travaillent au sein des 28 laboratoires de l'UA. Ce jeudi, c'est Paul Richard et Eulalie Verhulst, maître de conférences et doctorante à l'Université d'Angers qui exposent l'utilité de la réalité virtuelle pour l’évaluation et la rééducation de troubles fonctionnels et cognitifs.



La réalité virtuelle au soutien de la santé
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La Réalité Virtuelle (RV) est relativement proche des jeux vidéo ; son essor repose en grande partie sur la mise sur le marché de périphériques d’interaction (Game pads, manettes...) à bas coût, et de cartes graphiques 3D haute performance développées dans ce contexte. La RV ainsi que les applications de type "serious games", dans lesquels l’accent est mis sur l’aspect ludique des environnements virtuels de sorte que les apprentissages soient motivés par le plaisir, apparaissent comme des outils très prometteurs pour l’évaluation et la rééducation de troubles fonctionnels et cognitifs, en raison de leurs capacités à intégrer les patients dans des scénarii immersifs multisensoriels (stimulations visuelles, sonores, tactiles et olfactives), dynamiques et interactifs.

Par exemple, on demande à un patient de se déplacer dans un magasin virtuel et de collecter différents produits, que le thérapeute a judicieusement sélectionnés, dans son chariot. Un point crucial de cette approche innovante concerne la possibilité de paramétrer et de contrôler les environnements virtuels (type d’interaction, aide à la navigation, etc.) et les stimuli présentés (ambiance sonore, nombre de clients dans le magasin, etc.), graduer les niveaux de difficultés (les produits sont proches ou éloignés les uns des autres, etc.), mesurer la performance (temps mis pour faire les courses, nombre d’items corrects, etc.) et le comportement des patients (il retourne trois fois dans le même rayon sans prendre de produit).

Il est également possible de compenser les déficits sensoriels des patients (l’objet devient plus visible quand le patient s’approche ou il émet un son quand il est sélectionné) et moteurs (amplification des mouvements de bras, etc.). Un aspect important dans les processus d’apprentissage et de rééducation concerne la possibilité de favoriser l’engagement et la motivation des patients (environnements virtuels attractifs et ludiques) dans l’exécution des tâches.
"Ces travaux vont bien au-delà du périmètre Ligérien puisque ils impliquent notamment des chercheurs canadiens et japonais.

Système pour le traitement de la paralysie cérébrale chez l’enfant (a).
Système pour le traitement de la paralysie cérébrale chez l’enfant (a).
Le Laboratoire Angevin de Recherche en d’Ingénierie des Systèmes (LARIS) développe depuis plusieurs années, en partenariat avec le Laboratoire de Psychologie des Pays de la Loire (Pr. Philippe Allain) et le CHU d’Angers (Mickael Dinomais) des environnements virtuels permettant d'évaluer et rééduquer les capacités motrices (Figure 1a) ou cognitives de patients atteints de lésions cérébrales, vasculaires (paralysie cérébrale chez l’enfant) ou de maladies dégénératives. Ces travaux vont bien au-delà du périmètre Ligérien puisque ils impliquent notamment des chercheurs canadiens (Pr. Frédéric Banville - Université de Montréal), et japonais (Dr. Takehiko Yamaguchi - Tokyo University of Sciences). Ils consistent en la conception et la création (modélisation 3D) des univers virtuels dans lesquels les patients seront immergés, ainsi qu’à l’évaluation de leur performance lors de l’exécution des tâches simulées. Ceci passe par le recueil de données cinématiques (mouvements de déplacement, saisie, manipulation des objets virtuels) et de signaux physiologiques (pulsation cardiaque, activité électrodermale, ondes cérébrales, etc.).

Appartement virtuel pour la simulation de tâches concourantes (b).
Appartement virtuel pour la simulation de tâches concourantes (b).
Dans le cadre de nos travaux, nous nous concentrons principalement sur la simulation de tâches de la vie quotidienne (faire du café, ses courses au supermarché, etc.) pour mieux comprendre l’impact des troubles sur la vie intime des patients. Nous développons également, dans le cadre d’un projet international, un environnement virtuel (Figure 1b) permettant de confronter les patients à un ensemble de tâches complexes (multitasking) qu’ils doivent réaliser dans un temps donné (thèse d’Eulalie Verhulst). Cette approche, permettra notamment de voir comment le patient organise ces activités et gère les imprévus (des perturbations peuvent survenir à tout moment : un orage qui éclate, le téléphone qui sonne, etc.). Dans ce contexte plusieurs troubles, déficiences, ou pathologies peuvent être abordés : troubles de la mémoire, troubles suites à un traumatisme crânien...

Les problématiques techniques et scientifiques impliquées dans ces travaux sont nombreuses. Elles concernent les aspects liés (1) à l’interface homme-machine (ergonomie,  compatibilité des matériels utilisés), (2) aux processus d’interaction et d’assistance (aspects logiciels), qui doivent être élaborés en fonction des déficiences motrices et/ou sensorielles des patients, et (3) à la conception et simulation des environnements virtuels et des tâches à réaliser.

Dans ce contexte, une des problématiques importantes concernant le niveau de réalisme des environnements et de la simulation des tâches. En effet, « recopier » le monde réel n’est quelquefois pas utile, de toute manière impossible et peut être même contre- productif !  Il en va de même pour les personnages virtuels (avatars). La conception et l’évaluation d’un système de réalité virtuelle est un travail pluridisciplinaire (informatique, ergonomie, psychologie, etc.) et collaboratif qui exige une réflexion approfondie avant de pouvoir être proposé aux patients.


Paul Richard.
Paul Richard.
Qui est Paul Richard ?
Paul Richard est Maître de Conférences à l'Université d'Angers depuis 2000. Habilité à diriger des Recherches depuis 2011, il a obtenu un doctorat en robotique à l'Université Paris VI en 1996. Paul Richard développe ses activités de recherche en réalité virtuelle au sein du Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (LARIS). Depuis les années 90, il a travaillé dans le domaine de l’interaction homme-machine de la robotique et de réalité virtuelle notamment au Laboratoire de Robotique de Paris, au centre de Robotique Intégrée d’Ile de France (CRIIF) et au Center for Advanced Information Processing (CAIP, Rutgers University, USA). Ses travaux s’orientent plus particulièrement vers les aspects liés à la santé en intégrant le numérique et les techniques de réalité virtuelle.
 
Paul Richard sera présent à la Nuit des chercheurs, vendredi 30 septembre, de 18 heures à minuit, à la Médiathèque Toussaint. Pour la Fête de la science, Paul Richard sera présent sur le village des sciences samedi 15 et dimanche 16 octobre à la Faculté de Lettres, Langues et Sciences humaines ainsi qu'à la Bibliothèque Universitaire. Animation en continu, de 14 h à 18 h.









1.Posté par Nesquik le 30/09/2016 08:46 | Alerter
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Beau gosse Polo !

2.Posté par Titi le 02/10/2016 13:44 (depuis mobile) | Alerter
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Est ce qu'il y a des odeurs de café également dans la cuisine virtuelle ?

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