Conception et contrôle d’un périphérique dédié à la simulation couplée kinesthésique et tactile

par Tao Zeng

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Betty Lemaire-Semail et de Frédéric Giraud.


  • Résumé

    Dans le domaine de la réalité virtuelle, la mise en situation écologique des utilisateurs nécessite l’utilisation d’interfaces homme-machine capables de transmettre mais aussi restituer des informations réalistes. L’objectif de cette thèse est de réaliser une interface haptique capable de reproduire des retours d’informations kinesthésiques et tactiles, c’est à dire la reproduction des sensations de toucher virtuel. Plus précisément, ce travail vise à reproduire simultanément la forme et la texture. Pour cela nous avons réalisé un dispositif basé sur une plateforme kinesthésique capable de retourner la forme et sur une dalle tactile capable de retourner la texture. Le retour de forme est essentiellement basé sur la restitution de la courbure par l’exploration d’une surface continue, qui peut s’orienter, s’élever et se translater tout en restant toujours tangente à une forme virtuelle au point de contact ; ceci afin de respecter la principale source d’information dans la perception de forme, l’orientation de la surface locale. Quant au retour de texture, pour le réaliser, nous intégrons au dispositif une plaque tactile à frottement variable et contrôlé, développée au L2EP. Une série d’évaluations psychophysiques ont été effectuées de façon à connaître les performances de ce stimulateur couplé kinesthésique et tactile.

  • Titre traduit

    Design and control of a kinaesthetic and tactile coupling feedback device


  • Résumé

    In the field of virtual reality, the improvement of the user immersion requires the use of human-machine interfaces capable of transmitting but also rendering the realistic information. The objective of this PhD is to develop a haptic device which can reproduce the kinaesthetic and tactile feedbacks, which is the reproduction of virtual touch sensations. Precisely, this work aims to simultaneously simulate the shape and the texture. For this purpose, we have designed a kinaesthetic platform to simulate the shape and a tactile plate to simulate the texture, and then integrated them in a compact device. For the simulation of shape, we proposed to render the curvature of shape by exploring a continuous surface that can be orientated, be elevated and be translated while always remaining tangent to a virtual shape at the contact point, in order to respect the principal source of information in the perception of shape (the orientation of the local surface). For the simulation of texture, we integrated a tactile plate developed in L2EP, which provides variable and controlled friction. Finally, we integrated the platform and the tactile plate in a device coupling kinaesthetic and tactile feedbacks that allows us to simultaneously reproduce the sensations of shape and fine texture. Several evaluations have also been performed to know the performance of the device.


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