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Emergences

Lettre d'information n° 31

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Plus d'interactivité dans l'apprentisage par réalité virtuelle

Comment faire en sorte qu'un être humain interagisse vraiment avec son collègue virtuel ? C'est la question clé à résoudre pour pouvoir développer la prochaine génération de logiciels de formation professionnelle. À travers le projet Corvette, un groupe d'entreprises et de laboratoires de recherche académique vient d'introduire une série de méthodes innovantes qui propulsent l'interactivité à des niveaux jusqu'alors inconnus.

Comment faire en sorte qu'un être humain interagisse vraiment avec son collègue virtuel ? C'est la question clé à résoudre pour pouvoir développer la prochaine génération de logiciels de formation professionnelle. À travers le projet Corvette, un groupe d'entreprises et de laboratoires de recherche académique vient d'introduire une série de méthodes innovantes qui propulsent l'interactivité à des niveaux jusqu'alors inconnus.

Sur une presse à injection plastique, le changement de moule est l'une des opérations de maintenance les plus fréquentes. Ce déroulé de gestes techniques exige deux opérateurs travaillant en symbiose et partageant une bonne connaissance de la machine.  Cet exercice est l'un des deux scénarios de formation professionnelle virtuelle récemment implémentés par Corvette (1).

Financé par l'Agence nationale de la recherche, Corvette vise à faire progresser les environnements virtuels collaboratifs. “C'est encore de la recherche exploratoire, prévient le scientifique Bruno Arnaldi (2), coordinateur du projet. Nous proposons un modèle abstrait d'interaction entre un humain —réel ou virtuel—  et l'environnement 3D.”  Les expériences se déroulent dans Immersia, la salle immersive de dernière génération située sur le campus scientifique de Beaulieu, à Rennes.

L'apprenti perçoit son environnement en interaction colocalisée. Il synchronise ses actions sur celles de son collaborateur virtuel qui en fait de même. L'action de l'un déclenche la réaction de l'autre. L'apprenti peut dialoguer avec ce collaborateur virtuel pour savoir ce qu’il a fait, ce qu’il fait ou ce qu’il va faire. Ces éléments combinés lui permettent de progresser collaborativement dans la formation.

Une série d'innovations


Tout ceci est rendu possible grâce à une série d'innovations qui font tomber plusieurs verrous scientifiques. Parmi ces nouveautés figurent “un collaborateur virtuel autonome  fusionnant les modèles cinématiques, cinétiques et dynamiques” ainsi qu'un “modèle de communication parlée entre l'humain et son collègue virtuel”. Les chercheurs introduisent également “un modèle abstrait d'interaction pour l'humain réel et l'humain virtuel permettant la synchronisation et le séquencement des actions.

Ce dernier paradigme s'appelle the Shell (3). Grâce à lui, les utilisateurs et les êtres virtuels vont pouvoir travailler en symbiose. “Prenons un exemple impliquant un apprenti, un formateur et un collaborateur virtuel. Imaginons que, pour une raison quelconque, cet apprenti ne parvienne pas à effectuer la tâche assignée. Le formateur décide de prendre la main. Il passe virtuellement dans l'enveloppe de l'apprenant et entreprend de débloquer la situation.” Ce qui constitue toute l'originalité de ce changement de rôle, c'est que désormais “le formateur récupère aussi les connaissances de l'autre. Et cela, c'est primordial  !” Pourquoi ? “Parce qu'il ne suffit pas de se glisser dans la représentation, dans l'avatar de quelqu'un. Il faut pouvoir embarquer et exploiter toute sa connaissance. Autrement dit : accéder à ce qu'il sait et ce qu'il a vu de l'exercice. Autant d'éléments qui vont énormément aider le formateur pour résoudre le problème.” Cette transmission de la connaissance s'avère par ailleurs nécessaire pour assurer la continuité de l'action.

Un produit largement déployable

Les deux scénarios implémentés durant les expériences ont permis aux scientifique de démontrer “la maturité des concepts et leur pertinence. Une future intégration industrielle devrait permettre d'en faire un produit largement déployable.” Comme l'observe la chercheuse Valérie Gouranton (4), “Corvette constitue en fait l'aboutissement d'environ 10 ans de recherches. Lors des phases précédentes, nous avions introduit STORM (5). Il s'agit d'un modèle servant à décrire des comportements réutilisables pour les objets 3D et les interactions entre ces objets. Nous avons aussi créé LORA (6), un langage de scénarios qui permet aux utilisateurs de définir des procédures de maintenance. Ces contributions ont été ensuite intégrées avec succès dans GVT, un outil générique de formation virtuelle commercialisée par Nexter Training, la branche ingénierie pédagogique du groupe Nexter.

La nouvelle vague de résultats issus de Corvette pourrait engendrer une amélioration majeure de ce type de logiciel. Mais comme le fait remarquer Bruno Arnaldi, “nos modèles sont tellement génériques que leur potentiel s'étend bien au-delà de la formation professionnelle. En ce moment, par exemple, nous travaillons avec Technicolor sur les logiciels de prévisualisation et les effets spéciaux cinématographiques ‘on-set’.” À terme, la technologie pourrait aussi s'inviter dans le jeu vidéo.


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Notes :

(1) Corvette a été financé par l'ANR dans le cadre de Contint, une série de programmes centrés sur les contenus numériques et les interactions. Le projet rassemble trois partenaires académiques  (CEA LIST, ENIB, INSA-Rennes), trois industriels (Golaem, Nexter Training, Virtualys) ainsi que l'AFPA, l'Association nationale pour la formation professionnelle des adultes.

(2) (4) Bruno Arnaldi est professeur à INSA-Rennes. Valérie Gouranton est Maître de Conférences à INSA-Rennes. Tous deux font partie d'Hybrid, une équipe projet Inria/Université Rennes 1/INSA Rennes commune à l'Irisa (UMR 6074, CNRS).

(3) Lire : The Ghost in the Shell Paradigm for Virtual Agents and Users in Collaborative Virtual Environments for Training, par T. Lopez, , F. Nouviale, V. Gouranton et B. Arnaldi. VRIC 2013, Mar 2013, Laval, France. VRIC 2013 Proceedings, pp. 29. Le terme shell introduit une différence avec avatar qui désigne uniquement la représentation virtuelle d'une personne. Le choix du mot fait référence à la série de mangas japonais Ghost in the Shell.  Dans cette histoire, le fantôme est un esprit qui peut s'incarner dans une enveloppe (un corps) et en prendre le contrôle.

(5) LORA: Language for Object-Relation Application.

(6) STORM: Simulation and Training Object-Relation Model.