Retours haptiques en ingnierie de radaptation

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Retours haptiques en ingénierie de réadaptation

• Guy BOURHIS
• LASC, Université de Metz

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Définition

• Retour haptique ( sens du toucher)
• Retour deffort ou kinesthésique
• Capteurs situés dans les muscles, les tendons et
  la peau,
• Renseigne sur les forces de contact, linertie
  dun objet,
• Retour tactile
• Capteurs cutanés,
• Renseigne sur les glissements, létat de surface
  dun objet,

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Applications en ingénierie de réadaptation

• Aides aux personnes handicapés sensoriels
• Application la plus naturelle on supplée un
  sens (louïe ou la vue) par un autre sens (le
  toucher).
• Aides aux personnes handicapés moteurs
• Il sagit daider à la réalisation dune action
  motrice en rajoutant aux informations visuelles
  naturelles des informations haptiques.

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Aides aux personnes handicapés visuels

• Application très ancienne Braille, canne
  daveugle,
• Récemment un grand nombre de nouvelles
  applications
• Exploration dun plan de ville, dune carte
  géographique,
• Exploration de circuits électriques, de courbes
  mathématiques,
• Conduite dun fauteuil roulant (manuel ou
  électrique) avec retour haptique de
  lenvironnement pour personnes handicapés moteur
  et visuel,
• Lintérêt de lhaptique est évident et les
  applications potentielles très nombreuses gt
  reste à développer les outils adéquats.

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Aides aux personnes handicapés moteurs

• Rééducation post-traumatique en Réalité Virtuelle
  McLaughlin, Rizzo et al.
• Exercices répétables,
• Evaluation facilitée,
• Exercices motivants,
• Facilite la personnalisation et lévolutivité des
  tâches.
• Robotique de réadaptation Dubey 2002,
  Repperger 1995,
• Évaluation des capacités à la conduite automobile
  Dubey 2001,

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Aides aux personnes handicapés moteurs tâches
de pointage

• Problématique
• Faciliter laccès à lordinateur pour des
  personnes handicapés moteurs ayant des
  difficultés à utiliser les dispositifs classiques
  de pointage.
• Lintérêt de lhaptique est ici incomplètement
  validé
• Pour des personnes valides le retour de force
  seul ne suffit pas pour diminuer la durée de la
  tâche de pointage il faut pour cela lui
  associer un retour tactile Akamatsu, MacKenzie
  1996.
• On note une forte amélioration de la durée de la
  tâche de pointage pour certaines personnes
  handicapés moteurs grâce au retour deffort
  Keates et al. 2001.

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Fauteuils roulants intelligents

Contrôle manuel
Tâche de mobilité
FRE classique
Contrôle automatique
Tâche de mobilité
FRE intelligent
Contrôle partagé
Tâche de mobilité
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Fauteuils roulants intelligents
Contrôle assisté avec un joystick à retour
deffort
Tâche de mobilité
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Contrôle assisté dun fauteuil roulant
intelligent principe

• Un histogramme polaire est tracé à partir des
  informations télémétriques.
• Lalgorithme VFH choisit la direction libre la
  plus proche de la direction sélectionnée par le
  joystick.
• Le retour deffort est appliqué vers la direction
  libre.
• gt A aucun moment un mouvement nest interdit à
  la personne on se contente denrichir ses
  informations visuelles par des informations
  haptiques.

Direction libre
Direction spécifiée
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Contrôle assisté dun fauteuil roulant
intelligent simulation sous Matlab
La tâche consiste à guider le fauteuil virtuel
depuis la position initiale jusquà la position
finale en sefforçant de minimiser le temps
dexécution et le nombre de collisions.
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Contrôle assisté dun fauteuil roulant
intelligent exemple de résultats en simulation
Résultats Expérimentaux pour un Fauteuil en
Traction Arrière Les valeurs indiquées sont des
moyennes sur 3 tests
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Conclusion

• Le retour haptique pour personnes handicapés
  moteurs nest pas contrairement aux
  applications concernant les personnes
  non-voyantes- dun intérêt évident quelque soit
  la situation
• Il sagit didentifier le type daides
  techniques, de handicaps et de situations ainsi
  que la méthode de calcul et dapplication du
  retour haptique qui apporte un plus par rapport à
  des techniques classiques.
• Les conclusions expérimentales déduites dessais
  sur un panel de personnes valides ne sont pas
  toujours généralisables à des personnes
  handicapées.
• Le retour haptique ne fait en général pas gagner
  du temps mais diminue le nombre derreurs de
  manipulation.