Interaction naturelle avec une scène virtuelle de micromanipulation - Sorbonne Université Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2015

Natural interaction with a virtual micromanipulation scene

Interaction naturelle avec une scène virtuelle de micromanipulation

Résumé

Micromanipulation is an important tool for recent developments in microscale production, characterization and analysis. However, micromanipulation systems and interfaces are not widely used in the research field or in the industry. They remain unhandy and complex to manage from the user’s point of view. Hence, the operator has to learn a complex symbolic language to communicate with the interface, like clicking on specific buttons or performing gestural or vocal commands. The objective of this work is to propose more natural interfaces dedicated to micromanipulation. To overcome these limitations, three aspects are addressed: •An intuitive simulator for a typical micromanipulation task with an AFM cantilever is implemented. The complexity of the real system is masked. The objective is to introduce a simulator suitable for non-expert users. •To detect the decision to grab or drop an object, a non symbolic model of intention prediction inspired by cognitive science is proposed. It exploits targeted gesture invariants on velocity assuming that the target is known. •A selection method is proposed to adapt the achieved results to realistic contexts where the target position is not known a priori. This model exploits the direction of motion of the gesture and the gaze to activate a dynamic neural field. The main bubble of activity within the field corresponds to the user's focus of attention. The results show a significative quantitative and qualitative improvement compared with classical approaches to detecting decisions. This work shows the contribution of non symbolic interaction approaches for new user-centered interfaces.
Le développement des micro et nanotechnologies a ouvert un champ nouveau pour visualiser et organiser la matière aux toutes petites échelles. L'adoption actuelle des systèmes de micromanipulation et de leurs interfaces reste cependant limitée par la complexité de leur utilisation. Ce travail se concentre sur la synthèse d'une interface naturelle pour interagir avec le micromonde. L’étude de la littérature montre un manque d'outils adaptés à la détection des décisions. L'opérateur doit ainsi apprendre un langage symbolique complexe pour communiquer avec l'interface. Pour dépasser ces limites, trois aspects sont abordés : •Un simulateur d'une tâche typique de micromanipulation sous AFM est proposé. Ce dernier masque la complexité de la tâche réelle pour la rendre accessible à des non spécialistes. •Pour détecter la décision de saisie ou de dépose d’un objet au sein du simulateur, un modèle non symbolique de prédiction de l'intention inspiré des sciences cognitives est proposé. Ce dernier exploite des invariants en vitesse du geste ciblé lorsque l’objet cible est connu. •Dans des contextes plus réalistes, la cible ne peut pas être connue a priori. Une méthode de sélection est proposée, basée sur un champ de neurones dynamiques activé selon la direction de déplacement du geste et du regard. La bulle d'activité principale observée correspond au focus d'attention de l'utilisateur. Les résultats obtenus montrent une amélioration qualitative et quantitative significative par rapport aux approches classiques de reconnaissance de gestes symboliques. Ce travail montre l'apport de nouvelles méthodes d'interaction non symboliques pour des interfaces centrées sur l'utilisateur.
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Dates et versions

tel-01142158 , version 1 (14-04-2015)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01142158 , version 1

Citer

Laura Cohen. Interaction naturelle avec une scène virtuelle de micromanipulation. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université Pierre et Marie Curie, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01142158⟩
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