Un test de manipulation et de dextérité réalisé au moyen de la réalité virtuelle montre que l’option offrant le meilleur rendement ne correspond pas toujours aux préférences des utilisateurs
Les interactions au moyen d’une main virtuelle constituent l’une des applications les plus courantes et utiles que les systèmes de réalité virtuelle (RV) peuvent offrir aux personnes utilisatrices. Mais comme le montre une nouvelle étude menée à Concordia, les préférences personnelles demeurent un important facteur dans la façon dont la technologie est appliquée, indépendamment de leur incidence sur le rendement global.
Dans un article présenté lors du symposium international de l’IEEE sur la réalité mixte et augmentée (ISMAR), en octobre dernier, l’équipe de recherche a fait État des conclusions de ses expériences menées sur des personnes participantes qui exécutaient des tâches répétitives dans le cadre d’un test de manipulation et de dextérité Purdue (Purdue Pegboard Test, PPT).
L’une des nombreuses applications du PPT est un outil thérapeutique pour les patients ayant subi des lésions neurologiques, notamment à la suite d’un AVC. L’outil est conçu pour améliorer la motricité fine et la motricité globale.
Les personnes participantes étaient munies d’un casque de réalité virtuelle. On leur demandait de saisir un objet virtuel et de le placer dans un orifice le plus rapidement et avec la plus grande précision possibles. On pouvait aussi leur demander d’utiliser la main dominante, la main non dominante ou les deux mains, ou encore d’effectuer des tâches d’assemblage.
Les tâches étaient répétées selon trois modes distincts. Selon le premier mode, la main virtuelle de la personne utilisatrice était opaque, ce qui signifie qu’elle n’était pas transparente. Selon le deuxième mode, le contour de la main virtuelle était visible, mais la main elle-même était transparente. Enfin, selon le troisième mode, la main disparaissait dès que la personne saisissait l’objet.
Les données telles que la durée, les temps d’arrêt, la vitesse de mouvement, la longueur du parcours, la vitesse linéaire, l’angle et la vitesse angulaire étaient enregistrées.
Image d'un tableau VR et d'un participant à l'étude. Image fournie par les chercheurs.
On a constaté que la vitesse d’exécution était nettement plus faible lorsque la main virtuelle était opaque. Les personnes utilisatrices déployaient moins largement les doigts et effectuaient moins de tâches comparativement à celles dont la main était invisible.
« Ce constat est conforme à notre hypothèse, parce que lorsque la visualisation est effectuée avec la main invisible, l’objet déplacé par la personne participante n’est pas obstrué, explique Laurent Voisard, (B. Sc. 2024), principal auteur de l’étude. La main invisible procure aux personnes utilisatrices un meilleur contrôle et leur permet de mieux voir où elles placent l’objet. De plus, ce type de visualisation permet une meilleure dextérité motrice lorsque la personne exécute une tâche exigeant des mouvements fins. Elle pourrait donc être utilisée pour créer des applications médicales en RV plus efficaces et efficientes.
« Mais les participantes et participants ne préféraient pas nécessairement tous la main invisible, ajoute le chercheur. En fait, 10 personnes participantes ont dit préférer la main transparente et sept la main opaque. Sept autres ont opté pour la main invisible. »
Les personnes participantes qui ont préféré la main transparente étaient d’avis que la main et l’environnement étaient plus faciles à percevoir simultanément. Elles ont également dit que ce mode de visualisation facilitait l’interaction avec les objets.
Les personnes participantes qui préféraient la main opaque ont fait valoir que les mouvements étaient plus faciles à suivre et à contrôler. Inversement, les personnes ayant choisi la main invisible ont dit trouver que la tâche était plus facile et plus confortable à exécuter; elles ont ajouté qu’elles arrivaient mieux à comprendre quand la tâche était terminée.
de gauche à droite : Main transparente, main opaque, main invisible. Avec l'aimable autorisation des chercheurs.
Personnaliser la réadaptation à domicile
Les membres de l’équipe espèrent que l’étude servira de base à d’autres recherches. Les sujets de recherche possibles incluent la manière dont la RV et le PPT pourraient être utilisés à des fins thérapeutiques et comment ils pourraient être appliqués dans des domaines techniques tels que la planification chirurgicale.
« Les gens sont différents et n’ont pas tous les mêmes préférences. C’est la raison pour laquelle nous recommandons de donner aux personnes utilisatrices le choix du mode de visualisation qu’elles préfèrent pour leur expérience de RV, affirme le coauteur de l’étude Anil Ufuk Batmaz, professeur adjoint au Département d’informatique et de génie logiciel de l’École de génie et d’informatique Gina-Cody. Le Pr Batmaz est aussi directeur de l’EXIT Lab.
« Bien que l’un des modes de visualisation puisse donner lieu à de meilleurs résultats, s’il n’est pas celui que préfèrent certaines personnes utilisatrices, celles-ci pourraient se désintéresser complètement du système. »
« Le PPT est souvent employé par les neurologues comme outil diagnostique pour les personnes qui ont subi des lésions cérébrales ou un AVC. Mais il peut également servir à la réadaptation », avance la coautrice Marta Kersten-Oertel, professeure agrégée au même département et directrice du Laboratoire de perception appliquée.
« Les études telles que la nôtre indiquent les meilleures méthodes d’interaction permettant d’effectuer ce type de réadaptation à domicile, dans un environnement virtuel. »
Amal Hatira et Mine Sarac de l’Université Kadir Has, à Istamboul, en Turquie, ont également contribué à la réalisation de l’étude.
Lisez l’article cité (en anglais seulement) : « Effects of Opaque, Transparent and Invisible Hand Visualization Styles on Motor Dexterity in a Virtual Reality Based Purdue Pegboard Test ». (Document PDF disponible sur demande)
