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Évaluation de l'impact de l'incarnation d'un égo-avatar temps réel sur la marche

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Charbonneau, Philippe (2019). Évaluation de l'impact de l'incarnation d'un égo-avatar temps réel sur la marche. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans les dernières années, la réalité virtuelle (RV) est devenue de plus en plus accessible et de moins en moins dispendieuse. Étant donné cette facilité d’accès, un grand nombre d’études ont continué d’utiliser la RV, qui était déjà disponible auparavant, mais à des coûts beaucoup plus grands. Avec la RV, il est possible de placer un utilisateur dans un environnement virtuel (EV) ainsi que de lui donner un corps virtuel nommé égo-avatar. Cet égo-avatar, lorsque présenté en temps réel, offre un retour visuel montrant ses propres mouvements dans le monde virtuel. Il a été montré que les égo-avatar ont un impact sur le comportement psychologique, tel que d’influencer les patrons de rythme ainsi que la fluidité des mouvements lorsque l’on joue du tambour. Il a également été montré que les égo-avatars peuvent induire une dérive du mouvement lorsque l’égo-avatar est contrôlé pour dévier du mouvement d’un participant. Par exemple, lorsqu’une personne réalise un déplacement de main avec une main virtuelle décalée de la position réelle de sa main, elle utilise la position de la main virtuelle pour réaliser la tâche. Dans le domaine de la réadaptation de la marche, les égo-avatars sont également utilisés. Ces égo-avatars sont généralement utilisés afin de donner un retour visuel au participant marchant dans un EV, ou pour induire un changement moteur. Cependant, aucune étude ne vise à isoler l’impact de ces égo-avatar sur la marche. Il est intéressant alors de se demander quel est l’impact de ces égo-avatars sur la marche. L’objectif de cette étude est d’évaluer et de quantifier l’impact que les égo-avatars peuvent avoir sur la marche en RV, plus précisément quels paramètres spécifiques d’un patron de marche peuvent être changés par la présence de ces égo-avatars. Les participants ont alors été présentés à deux études. La première nomme étude A visait à isoler l’impact qu’un égo-avatar temps réel peut avoir sur la marche. Lors de cette étude, les participants ont eu à marcher dans quatre environnements, réels et virtuels, différents ainsi qu’avec et sans présence d’un égo-avatar temps réel. L’absence d’égo-avatar semble induire un comportement moteur plus confiant, caractérisé par de plus grands pas et une cadence plus élevée dans le monde virtuel. La seconde étude, étude B, vise à évaluer l’impact de deux égo-avatars différent sur le patron de marche en RV. Les participants ont eu à effectuer une tâche motrice, soit de marcher en effectuant une tâche de placement de pied, dans deux conditions différentes, soit avec un égo-avatar à l’apparence humaine et avec un égo-avatar ressemblant à la créature fictive de Godzilla. La différence d’avatar n’induit pas de changement dans le patron moteur des participants, par contre les participants exagère significativement leurs mouvements au moment d’exécuter la tâche motrice lorsqu’ils incarnent le personnage de Godzilla. Les participants sous-évaluent également le temps lorsqu’ils incarnent le personnage de Godzilla. Finalement, les résultats qui sont ressortis de cette étude montrent qu’un égo-avatar temps réel n’induit pas de changement dans le comportement moteur lors de la marche, mais l’apparence de celui-ci peut influencer le comportement d’un participant lorsqu’il effectue des tâches motrices ciblées.

Titre traduit

Impact evaluation of the incarnation of real time self-avatar on gait parameters

Résumé traduit

In recent years, virtual reality (VR) has become increasingly accessible and less expensive. Given this ease of access, many studies have continued to use VR, which was already available before, but at much higher costs. With VR, it is possible to place a user in a virtual environment (VE) as well as to give him a virtual body known as virtual self-avatar. This self-avatar is best presented in real time and offers a visual feedback showing the own movements of the user in the virtual world. It has been shown that the self-avatars have an impact on psychological behavior, such as influencing rhythm patterns as well as the fluidity of movement when playing drums, but it has also been shown that avatars can induce a drift of movement when it is controlled. For example, a person performing a hand movement with a virtual hand shifted from the actual position of his hand, this person will use the position of the virtual hand to perform the task. In gait rehabilitation, those self-avatars are also used. They are generally used to give a biofeedback to the participant who is walking in the VE, or to influence his gait. However, no study aims to isolate the impact of these self-avatars on gait. It’s then interesting to ask what the impact of these self-avatars on gait behavior is. The objective of this study is to evaluate and quantify the impact that self-avatars can have on gait in VR, more precisely what specific parameters of gait pattern can be changed by the presence of these real time virtual self-avatars. For this project, the participants were presented to two studies. The first (study A) was designed to isolate the impact that a real-time virtual self-avatar can have on gait. In this study, the participants had to walk in four different environments, real and virtual, as well as with and without presence of a real-time virtual self-avatar. The absence of self-avatar seems to induce a more confident motor behavior, characterized by greater steps and a higher pace in the virtual world. The second study, Study B, aims to assess the impact of two different self-avatars on gait patterns in VR. Participants had to perform a motor task, either to walk by performing a foot placement task, under two different conditions, with a human-looking self-avatar and with a self-avatar resembling the fictional creature of Godzilla. The difference in self-avatar does not induce a change in the motor pattern of the participants, but the participants significantly exaggerate their movements when performing the foot placement task when they embody the Godzilla character. The participants also underestimate the time when he embodies the Godzilla character. In order to further isolate the impact of the self-avatar in VEs, the system used in this study should be modified to use another medium than the fixed-speed treadmill. Finally, the results that emerge from this study show that a real-time self-avatar does not induce a change in the motor behavior when walking, but the appearance of it can influence the behavior of a participant when performing targeted motor tasks.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie des technologies de la santé". Comprend des références bibliographiques (pages 143-149).
Mots-clés libres: égo-avatar temps-réel, analyse de la marche, réalité virtuelle, temps
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Labbé, David
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 19 nov. 2019 19:09
Dernière modification: 19 nov. 2019 19:09
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2403

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