Projets scientifiques
Expérimentation
Le deuxième axe "Expérimentation" regroupe quatre projets qui apportent leurs spécificités et leurs compétences, et qui se caractérisent par la mise en oeuvre d'une approche expérimentale.
Laboratoire de Neuropsychologie et de Neuroanatomie Fonctionnelle de la Mémoire humaine
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UMR_S1077
"Application de la technique de réalité virtuelle à l'évaluation de la mémoire"
Directeur de l’Unité de recherche : Francis Eustache
Responsable du projet : Béatrice Desgranges
L'une des caractéristiques essentielles de la mémoire épisodique, le voyage mental dans le temps, a jusqu'à présent été étudiée dans sa dimension rétrospective (rappel de souvenirs du passé), tandis que la dimension prospective a très peu été prise en compte. La mémoire prospective (MP), qui correspond à la mémoire des actions à réaliser dans le futur, se décompose en MP de type event-based où le rappel est déclenché par l'apparition d'un événement particulier et MP de type time-based où il intervient après un certain délai. La plupart des études effectuées à ce jour dans ce domaine le sont soit avec des paradigmes expérimentaux très éloignés de la vie quotidienne, soit au contraire en milieu de vie quotidienne, mais sans le contrôle expérimental nécessaire. La réalité virtuelle présente l'avantage de se rapprocher des conditions de la vie réelle tout en permettant d'effectuer un contrôle sur les événements. Dans une première phase de notre projet, nous avons évalué la MP chez des sujets sains jeunes et âgés, dans une ville virtuelle qui a été mise au point par l'équipe de Pascale Piolino à l'université Paris Descartes. Le sujet se déplace dans la ville, au volant d’une voiture, tout en devant effectuer certaines actions, soit lors de l'occurrence d'un élément particulier (par exemple en passant devant la poste), soit à un moment particulier (par exemple 3 minutes après son départ), afin de distinguer la MP « event-based » et « time-based». Les résultats préliminaires montrent des effets délétères de l'âge sur la MP, aussi bien en event-based qu’en time-based, les difficultés étant plus importantes dans la condition time-based. Des patients souffrant de maladie d’Alzheimer seront prochainement inclus dans cette étude.
La deuxième phase de ce projet, qui vise toujours à étudier la mémoire prospective dans le vieillissement normal et la maladie d’Alzheimer, impliquera plus directement le CIREVE, puisque l’environnement y sera modélisé. Le choix de cet environnement s’est fait dans le cadre d’un partenariat avec le Conseil Régional de Basse-Normandie et le Mémorial de Caen : les participants de l’étude seront invités à parcourir plusieurs salles du Mémorial virtuel, tout en devant effectuer des tâches de MP time-based (par exemple se rendre à la cafétéria à 12 h, ou à la projection d’un film….) et event-based (emprunter un document à la médiathèque ou acheter un souvenir dans la librairie boutique).
Mobilités : Cognition et temporalité : EA 3917,
UPRES-EA 3917 , INSERM ERI 27
"Fluctuations temporelles et performances"
Responsable : Pierre Denise
Chef de projet : Damien Davenne
Ce projet consiste à développer des simulateurs de conduite permettant d'étudier les effets de la baisse de la vigilance et de l'attention au volant. Les avantages liés aux études sur simulateurs sont nombreux : le plus important étant l'absence de risque dans des situations accidentogènes (privation de sommeil, prise de médicament, d'alcool,... ), reproductibilité des situations, strict contrôle des paramètres expérimentaux, gain de temps, diminution des coûts d'expérimentation. Nos objectifs en relation à la conduite d'automobile sont d'individualiser les paramètres pertinents pour ce type d'étude et de développer un matériel qui soit utilisable par le grand nombre. Les autres objectifs concernent la conduite de 2 roues. Nous participons au développement et à la validation d'un prototype actuellement en construction à l'INRETS.
Mobilités : Cognition et temporalité : EA 3917,
UPRES-EA 3917 , INSERM ERI 27
"Prise de médicaments hypnotiques et comportement de traversée de rues "
Responsable : Pierre Denise
Chef de projet : Marie-Laure Bocca
Le projet a pour objectif de déterminer l’impact de la prise de médicaments hypnotiques sur le comportement de traversée de rue des sujets âgés dans une situation de trafic à sens unique, situation pour laquelle des données sur le comportement sont disponibles en l’absence de prise de médicaments. Une première phase consistera en la réalisation d’un environnement virtuel interactif dans un dispositif immersif 4 faces.
Ce projet constitue un point de départ pour étendre et généraliser ce type d’études à d’autres médicaments susceptibles d’interférer avec le comportement des piétons et les fonctions cognitivo-perceptivo-motrices sous-tendant ces déplacements (tels les anxiolytiques, antidépresseurs, alcool, drogues). Ce projet pourra être appliqué à l’étude de certaines pathologies touchant la vigilance et l’attention (insomnies, syndrome d’apnées du sommeil…) mais également des pathologies neurologiques.
Pôle pluridisciplinaire ModeSCo
(Modélisation en Sciences Cognitives)
Action dans l'Espace 3d et Mémoire spatiale (ACTESMES)
Responsable : Francine Thullier
Ce projet consiste à étudier le rôle des informations sensorielles (visuelles notamment) dans la production et le contrôle du mouvement complexe pluri-articulaire dans l’espace 3D. L'immersion dans un environnement virtuel est essentiel dans ces études, en ajoutant une dimension supplémentaire par rapport à la projection sur écran, en permettant de paramétrer l'environnement visuel dans lequel le sujet évolue mais aussi en ouvrant des possibilités d’ajouter de l’information supplémentaire (réalité augmentée) dans cet espace. Le travail porte en particulier sur la gestuelle déployée en danse : apport de la réalité augmentée dans le contrôle des morphocinèses, développement de technologies permettant au danseur d’interagir avec son image virtuelle… Ce projet pluridisciplinaire a pour mission de conduire des recherches en collaboration avec des artistes, des institutions muséales et culturelles et de rassembler autour de son activité de recherche des partenaires industriels et des structures sociétales impliquées dans la médiation artistique et scientifique. Nos recherches portent sur l'art pris comme objet d'étude, proposant de nouvelles formes perceptives et sensorielles s’appuyant sur les techniques de réalité virtuelle et réalité augmentée (perception non visuelle du mouvement dansé par exemple).
CERREV
(Centre d'étude et de Recherche sur les Risques et les VUlnérabilités) : EA 3918
"Mémoire culturelle, expérience subjective et évaluation des conduites de recherche familières
de reconnaissance perceptive pour l'adaptation cognitive et langagière à l'interlocuteur dans des situations
d'entretien."
Responsable : Didier legall
Chef de projet : Agnès Salinas
L'objectif est de simuler un interlocuteur virtuel dans un espace de dialogue tridimentionsionnel, ceci
afin de revisiter de façon expérimentale les effets de mémoire culturelle (représentations, attentes,
effets de primauté) ainsi que les protocoles de présentation inter-personnelle dans un contexte spatial.
Ce projet se situe dans un contexte de recherche issu de l'approche cognitive et psycholinguistique en
situation multiculturelle, culturelle ou subculturelle.
Psychologie des actions langagières et motrices
EA 4659
«Application de la réalité virtuelle à l’étude de l’imagerie motrice »
Directrice de laboratoire : Michèle Molina
Responsable du projet : Michèle Molina & Coralie Sann
Collaboration : François Jouen (EPHE, Paris) – Bert Steenbergen (Université de Nijmegen, Pays-Bas)
L’imagerie motrice est une simulation mentale de l’action motrice au cours de laquelle les individus évoquent mentalement, sans avoir à les réaliser, les conséquences proprioceptives d’une action ainsi que les caractéristiques de son déroulement temporel. L’imagerie motrice et l’exécution motrice partagent les mêmes mécanismes de planification et de préparation de l’action. Pour cette raison, l’imagerie motrice est un outil particulièrement puissant pour étudier l’apprentissage moteur mais également pour favoriser la réhabilitation motrice de personnes (adulte ou enfant) déficientes motrice du fait de lésions (focales ou diffuses) du système nerveux central. L’un des enjeux actuels de la recherche est de déterminer les facteurs qui peuvent faciliter ou inhiber le processus d’imagerie motrice. La réalité virtuelle offre un contexte privilégié pour manipuler ces indices perceptifs. Il s’agit de comparer le temps mis par une personne (adulte ou enfant) pour réaliser une action motrice (marcher d’un point A à un point B) au temps qu’elle pense devoir être nécessaire lorsqu’elle est immobile et placée dans un environnement immersif 4 faces qui simule un flux perceptif de déplacement asservi ou décalé par rapport à son rythme de marche. D’autres indices perceptifs seront utilisés dans cet environnement virtuel (auditif, tactile). L’effet de ces indices perceptifs sur la génération d’imagerie motrice sera évalué chez les adultes et enfants sains comparés à des adultes et enfants atteints de paralysie motrice d’origine cérébrale.
Centre d'Etudes Sports et Actions MotriceS
(CESAMS EA 4260)
«Ergonomie des interactions sensorimotrices dans des environnements virtuels»
Directeur de l'Unité de Recherche : Christophe Durand
Responsable du projet : Nicolas Benguigui & Bruno Mantel ; Contributeurs : Elise Faugloire, Laure Lejeune, Bruno Mantel, Francine Thullier
Le but de ce projet est de mieux comprendre les possibilités d'interaction avec des environnements virtuels 3D et d'optimiser les interfaces permettant ces interactions. Dans les environnements 3D, l'interaction dans la profondeur de l'espace virtuel pose souvent de nombreux problèmes du fait de l'altération des informations sur la profondeur. Grâce à l'utilisation de capteurs électromagnétiques à 6 degrés de liberté (Polhemus Fastrak et G4 ©), nous nous intéressons aux mécanismes de calibration sensorimotrice qui permettent à l'utilisateur de s'approprier les caractéristiques d'une nouvelle interface, ainsi qu'à l'efficacité des interactions dans les différents plans de l'espace. Parallèlement, nous cherchons à mieux comprendre comment la paramétrisation de ces interfaces (gain, vitesse, accélération, etc.) et l'apport de feedback ou d'informations augmentées contribuent à faciliter les interactions. Nous évaluerons en particulier comment l'apport d'informations tactiles peut contribuer à une perception plus rapide et plus précise des informations relatives à la profondeur. Pour atteindre ces objectifs, nous utiliserons notamment des tâches d'interception, de poursuite d'objets en mouvement, et d'approche de cibles, dans lesquelles le temps de pré-contact pourra être fourni soit par des informations visuelles, soit par des informations tactiles, soit par les deux à la fois.
Centre d'Etudes Sports et Actions MotriceS
(CESAMS EA 4260)
«Sport et réalité virtuelle : le cas du retour de service en tennis»
Directeur de l'Unité de Recherche : Christophe Durand
Responsable du projet : Nicolas Benguigui ; Contributeurs : Bruno Mantel, Benoit Bideau et Richard Kulpa (Université de Rennes 2)
La réalité virtuelle offre de nouveaux moyens pour comprendre la prise d'information et le contrôle du geste sportifs en fournissant un haut niveau de réalisme et un contrôle des variables expérimentales. Ces technologies permettent également d'immerger des sportifs dans des situations proches de celles vécues sur les terrains. Il est donc possible d'envisager des situations d'entrainement contrôlées et évolutives en fonction du niveau du joueur.
Dans le cadre d'un projet financé par l'INSEP et le Ministère des Sports en collaboration avec la Fédération Française de Tennis, il est prévu en partenariat notamment avec le laboratoire M2S (Mouvement Sport et Santé) de l'Université de Rennes 2 de créer un outil d'étude et d'entrainement interactif dans le domaine du tennis en prenant support de la situation de retour de service. Cette situation de jeu est doublement intéressante puisqu'elle est à la fois déterminante dans le tennis de haut niveau pour faire face à des services de plus en plus performants et qu'elle permet une étude approfondie et contrôlée des processus perceptifs et moteurs impliqués dans la performance.
La première phase d'acquisition de mouvements de service et de trajectoires de balle a déjà été réalisée et permettra de " construire " des joueurs de tennis et des trajectoires de balle virtuels. Il reste à développer les modalités d'interaction avec ce joueur et cette balle virtuels pour mesurer la pertinence et les délais des réponses et de développer des configurations permettant par exemple de faire varier la vitesse de balle et ces effets, la gestuelle du serveur, la relation entre la gestuelle du joueur et la trajectoire de balle. D'un point de vue appliqué, ce dispositif permettra de tester de manière rationnelle des méthodes de préparation pour améliorer les qualités d'anticipation et de réaction de joueurs et joueuses. Il pourra également être utilisé pour poursuivre un entrainement perceptif chez des joueurs et des joueuses blessées.
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