LA REALITE VIRTUELLE ET LA REALITE AUGMENTEE POUR L APPRENTISSAGE DANS LE DOMAINE DU TRANSPORT

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Cécile Carrière
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1 LA REALITE VIRTUELLE ET LA REALITE AUGMENTEE POUR L APPRENTISSAGE DANS LE DOMAINE DU TRANSPORT

2 FINALITE DE LA REALITE VIRTUELLE permettre à une ou plusieurs personnes des activités sensori-motrices et cognitives dans un monde artificiel, créé numériquement, qui peut être : - imaginaire - symbolique - simulant certains aspects du monde réel

3 un monde artificiel, créé numériquement, qui peut être imaginaire.

4 un monde artificiel, créé numériquement, qui peut être symbolique. Symboles de données à traiter Symboles de phénomènes physiques

5 Centre de Robotique un monde artificiel, créé numériquement, qui peut être symbolique. Symboles temporels Symboles spatiaux T E 4 E 5 E 6 E 7 E 8

6 un monde artificiel, créé numériquement, simulant certains aspects du monde réel. Certaines activités en EV proches des activités correspondantes en ER

7 un monde artificiel, créé numériquement, simulant certains aspects du monde réel. Qu une «partie» de la perception du sujet est similaire à l ER (que certains sens stimulés)

8 un monde artificiel, créé numériquement, simulant certains aspects du monde réel. Qu une «partie» de la perception du sujet est similaire à l ER (substitution sensorielle efficace)

9 un monde artificiel, créé numériquement, simulant certains aspects du monde réel. Qu une «partie» de l EV est réel (lois non réelles, mais efficaces ) Études du geste sportif (IRISA Rennes)

10 un monde artificiel, créé numériquement, simulant certains aspects du monde réel. Qu une «partie» de la perception du sujet est similaire à l ER (vision non réelle, mais efficaces )

11 Les niveaux d (inter)action en EV : - niveau avec un objectif principalement sensori-moteur

12 Simulateurs de formation pour les conducteurs de trains Serge Jung - Corys Formation à la manoeuvre maritime Hervé Baudu - ENMM et Transas GVT : environnement virtuel de formation à la maintenance Michel Fornos - Nexter Training

13 Les niveaux d (inter)action en EV : - niveau avec un objectif principalement cognitif

14 SCANeR : produit logiciel pour des simulateurs de formation à la conduite Gilles Gallée - Oktal Méthode de développement de jeux sérieux pour le contrôle aérien Serge Causse - ENAC et Jean-Yves Plantec - IODE Consulting SIMVIZ : simulation en temps réel de gestion de trafic et d'accidents à l'attention des concepteurs et exploitants de tunnels Fabrice Carré et Jean-Paul Digeon - SC2X icat : formation du personnel des salles de contrôle à Maastricht Hermann Baret - Eurocontrol et Randall Roberts - KTM Advance Génération d'environnements synthétiques pour la supervision d'infrastructures (simulation, prototypage et formation) Fabien Flacher et Christophe Meyer - Thalès Transportation Systems

15 DEFINITION DE LA REALITE AUGMENTEE

16 DEFINITION DE LA REALITE AUGMENTEE Association visuelle d une scène réelle avec des entités virtuelles : Le monde réel est vu directement et les images de synthèse sont affichées sur un visiocasque à écran semitransparent, Ou les images de synthèse sont affichées sur un écran avec des images vidéo de caméras observant le monde réel.

18 Formation en RV et Serious games Scénario déterministe ou non? Scénario de jeux ou non? Immersion et Interaction sensori-motrices (I² s-m) élevées ou non? Mise en scène ou non? Aspect ludique ou non? Définition des serious games :Un défi cérébral, joué avec un ordinateur selon des règles spécifiques, qui utilise le divertissement en tant que valeur ajoutée pour la formation et l entraînement (Michael Zyda)

19 Approche de l activité du sujet et non Approche communication - langage

20 Approche communication Personne Communication à instant t 1 Communication à instant t 2 Monde virtuel

21 Approche activité Personne Action Perception Monde virtuel

22 Sujet Environnement réel Environnement virtuel

23 Sujet Environnement réel Environnement virtuel

24 I² Sujet Environnement réel Environnement virtuel I² = Immersion & Interaction

25 Visualisation d une planche de bord en position de conduite (orthostéréoscopie et tête traquée)

26 IMMERSION ET INTERACTION (I²) FONCTIONNELLES Activités de l homme dans le monde virtuel PCV I² SENSORI- MOTRICES L HOMME I² COGNITIVES Sens Centres nerveux Sens Schèmes Processus cognitifs Métaphores Réponses motrices Motricité désirée Perception désirée Interfaces motrices Interfaces sensorielles Logiciel RV ALCog Logiciel Temps réel ALS-M MODELISATION COMPORTEMENTALE DU MONDE VIRTUEL REALISATION PHYSIQUE DU MONDE VIRTUEL LE MONDE VIRTUEL

27 LES DIFFERENTS TYPES D APPLICATIONS pour L APPRENTISSAGE dans le domaine du transport

28 Les simulateurs de formation

29 Contrôle et supervision d'infrastructures

30 Etude d assemblage

31 Simulation d assemblage avec retour d effort et «pops»

32 Maintenance

33 Avec les techniques RA

34 Sécurité

35 Formation en environnement virtuel SIMULATEUR DE VOIES A LA SNCF

37 1- Simulateur de Voies (SOFI) Situation actuelle Public : conducteurs de TGV SNCF Contrôle et Manœuvre d aiguille sur LGV PAR régule le trafic Faible probabilité d exercer cette activité suite à PB rare Si incident : stress + connaissances théoriques Ne permet pas de traiter le problème efficacement

38 1- Simulateur de Voies (SOFI) Formation actuelle Formation classique : (Formation théorique) Formation sur le terrain Inconvénients : Trafic perturbé /ligne très fréquentée = coût élevé Un élève actif, les autres regardent L'élève est guidé, pas d erreurs possibles Dépendance conditions climatiques, circulation, etc.. Pas de situations de stress, inattendues, etc.

39 2- Avantages RV/formation Mieux que la formation classique Variabilité des situations Erreurs possibles Rejeux Individualisation Disponibilité matériel

40 2- Avantages RV/formation S éloigner du réel pour mieux comprendre le réel Mécanismes cachés Phénomènes physiques invisibles à l œil nu Collage : Pointe à droite, Cœur à droite Direction : GAUCHE Représentations schématiques Points de vue différents Concepts abstraits

42 V3S (Virtual Reality for Safe Seveso Substractors) : Scénarisation en EVF à la prévention des risques sur sites SEVESO

43 Contexte Formation et aide à la décision Prévention et management des risques Interventions sous-traitances sur sites SEVESO Acteurs : manager opérateurs/exécutants l apprenant peut jouer n importe quel rôle et les autres sont joués par des personnages virtuels autonomes Projet financé par l ANR/RNTL 43

44 Personnages Virtuels Autonomes Comment doter les PVA de capacités décisionnelles : Modèles cognitifs Selon certaines caractéristiques statiques ou dynamiques, les PVA ne perçoivent pas, de décident pas de la même manière et leurs buts changent o o o Traits de personnalité (e.g. prudent/imprudent) Etats physiologiques (e.g. fatigue, soif, stress) Expertise (e.g. l expert sait que les tuyaux sont rarement vides même si on lui a dit le contraire) 44

45 Suivi de l apprenant Besoin Scénarisation adaptative et située o Déclenchement des événements en lien avec les objectifs de formation, le niveau de l apprenant et les actions de l apprenant Traces de l activité, explications et indicateurs de performances Assistances pédagogiques Utilisation des mêmes modèles que pour la génération de comportements 45

46 Les trois principaux problèmes scientifiques? Personne?? Monde virtuel Interactivité simulé Interfaces comportementales Ordinateur

47 Le traité de la réalité virtuelle 101 auteurs, volumes, 2000 pages, Editeur : les Presses de L Ecole des Mines de Paris

48 L ATELIER DE RÉFLEXION PROSPECTIVE (ARP) de l ANR Prospective pour la Recherche : Education et Apprentissage à l horizon 2030 (PREA 2030) Contact : Burkhardt Jean-marie ([email protected])

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