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Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Equipe: Vincent WLOTZKO – Chef de Projet Lucile MANGIN-THRO – Responsable Financier Eloïse VEYRET – Responsable Communication Martin ANDRAUD – Responsable Technique Driss RIMI – Responsable Qualité Clients: PIXIUM – Gilles COUTELIER LSP – Thierry BLANDET Encadrant ENSPS: Patrick MEYRUEIS Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 2/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Présentation du sujet La réalité virtuelle est caractérisée par: La vue Images de synthèses, Images stéréoscopiques... L'ouïe Systèmes dolby surround Mais c'est aussi: Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 3/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Présentation du sujet Le toucher: Périphériques à retour d'effort/tactile, également appelés systèmes haptiques Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 4/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Présentation du sujet Périphérique à retour d'effort ? Système permettant à un utilisateur d'interagir avec une réalité virtuelle tout en bénéficiant d'un retour de force réel. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 5/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Présentation du sujet Finalité de notre sujet: Simulation de déplacement dans un environnement virtuel afin d’évaluer l’accessibilité de certaines infrastructures aux personnes handicapées. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 6/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du sujet Travail préliminaire demandé par le client: Proposer une méthode de conception générale d'un périphérique à retour d'effort. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 7/32

Présentation de l'équipe Patrick Meyrueis Encadrant ENSPS Vincent Wlotzko Chef de Projet Lucile Mangin-Thro Responsable Financier Eloïse Veyret Responsable Communication Martin Andraud Responsable Technique Driss Rimi Responsable Qualité Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 8/ Page 8/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du client CLIENT(S) :   Gilles Coutelier, gérant Pixium, responsable simulation d’éclairage 3D Thierry Blandet, ingénieur LSP Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 9/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du client PIXIUM : www.pixium.fr Création 2004, collaboration étroite avec LSP Spécialisation: simulation de l’éclairage et la production 3D. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 10/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du client Outils proposés par Pixium: Maquettes 3D interactives temps réel Films d'animation 3D haute définition Panoramiques 360° Animations vectorielles scénarisées Dossiers multimédia interactifs Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 11/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du client Eclairage 3D Paris, 2009, Chapelle de la Sorbonne http://pixium.fr/index.php?page=galerie&cat=ECLAIRAGE Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 12/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort du client Laboratoire des Systèmes Photoniques Directeur : Patrick Meyrueis   Domaine de recherche: interaction matière-photon Thématiques abordées: - traitement optique de l'information, - systèmes et micro systèmes photoniques pour l'instrumentation et la photonique de puissance. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 13/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Domaines techniques Électronique analogique et numérique, mécanique Programmation, interfaçage graphique, techniques d'interaction «homme - machine» Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 14/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Contraintes Réalisme de la simulation : mouvement correct de l’objet prise en compte des aspects de texture  transmission d’informations à vitesse élevée Sécurité : Que faire en cas de mauvaises manipulations? Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 15/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Deux procédés distincts Système à retour tactile Systèmes à retour de force Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 16/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Interfaçage « kinesthésique » : Manipulation d'un objet dans un environnement virtuel en ressentant les forces mises en jeu Technique la plus simple à mettre en œuvre Recherche abondante dans le domaine, publications nouvelles quasi quotidiennes Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 17/32

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Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Retour de texture Interfaçage «tactile» Ressenti des formes, textures des objets virtuels manipulés Techniques plus complexes à mettre en œuvre Recherche moins avancée mais applications nombreuses Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 19/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Exemples Système «bras robotisé» On manipule le bout d’un bras robotisé. Le déplacement du bras déplace l’objet dans la scène virtuelle. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 20/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Système «Gant haptique» : Mouvements de la main de l’utilisateur captés par le gant et retranscrits dans l’environnement virtuel. Forces mises en jeu et sensations tactiles directement ressenties à travers la main. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 21/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Applications Médecine : Les périphériques à retour d’effort représentent de nos jours l’un des atouts les plus importants dans le domaine médical Chirurgie : de tels systèmes permettent de réaliser des opérations chirurgicales minimalement invasives dont le principe général consiste à ne plus ouvrir le corps du patient. Parmi les applications dans la chirurgie on trouve : Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 22/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Applications Simulateur de chirurgie  simuler l’opération de différents organes simuler différents cas pathologiques rarement rencontrés dans la réalité Chirurgie Laparoscopique : petites incisions par lesquelles le chirurgien introduit un trocart Simulateur de chirurgie Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 23/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Rééducation rééducation des membres supérieurs simulation de gammes d’exercices ludiques Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 24/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Rééducation Parmi les systèmes haptiques existant on peut citer : Système Kinéhaptique 3D: Structure mécanique avec ensemble moteur exerçant un effort sur une poignée par l’intermédiaire de câbles Ping-pong : Travailler la coordination visio-motrice et l’anticipation du geste Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 25/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Robotique Reproduction de l’être humain dans toute sa force, délicatesse et complexité. Chacune des articulations et des extrémités des robots sont équipés de sondes haptiques qui relaient l'information à un ordinateur central pour le traitement et l'analyse. Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 26/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Arts et design Le contact ne limite pas la production d'une sensation ou d'un sentiment L'interactivité en temps réel avec des objets virtuels via une interface de programmation la modélisation 3D la régie au théâtre les arts graphiques interactifs musique avec des instruments virtuels Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 27/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Réalité virtuelle et jeux Les haptics permettent de reproduire chez l’utilisateur les mêmes sensations que dans la réalité. Entrainement de l’armée et la police pour des situations à haut risque. Agent de l’US NAVY utilisant un simulateur de saut en parachute Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 28/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Travail accompli Organisation de l’équipe Reformulation du sujet choisi Mise en place de réunions hebdomadaires, mails, google wave. Première analyse bibliographique Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 29/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Planning 22/23. 03. 2010. P3 : Présentation de projet Etude bibliographique achevée Prototype 1A Eléments nécessaires à sa réalisation : connaissances, matériel, logiciels, infrastructures… Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 30/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Planning 14. 04. 2010. Remise du dossier de projet 06/07. 05. 2010. P4 : Présentation finale Présentation prototype 1A Définition du prototype 2A Cahier des charges Planning comportant les étapes de réalisation Budget prévisionnel Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 31/32

Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Planning 06/07. 05. 2010. P4 : Présentation finale Cahier des charges détaillé Rapport public 1A Affiche (poster) Liste de tâches précises à effectuer en 2A Présentation Projet 22 Périphérique à Retour d'Effort Le lundi 15 février 2010 Page 32/32