The use of muti-modal haptic feedback to convey various aspects of touch sensitivity

Résumé

Malgré les grands progrès survenus dans le développement des prothèses, le manque de sensibilité tactile reste un problème important: les prothèses ne fournissent toujours pas de rétroaction tactile aux utilisateurs, nécessitant donc leur attention visuelle continue lors de l’accomplissement d’une tâche. Cette thèse étudie la façon dont la technologie haptique, en fonction du retour extéroceptif généré grâce au mouvement de la prothèse, peut être utilisée pour remédier à cette situation. Nous émettons l’hypothèse qu’un dispositif haptique portable peut compléter la boucle communicationnelle entre la prothèse et l’utilisateur, en stimulant les mécanorécepteurs de la peau d’une partie intacte du corps de usager. Nous avons commencé notre recherche en enquêtant sur l’efficacité relative de trois types de retour haptique - le stress normal, la force tangentielle ainsi que la stimulation vibrotactile - afin de déterminer quel type de rétroaction haptique fonctionne le mieux dans des conditions statiques. Les résultats ont indiqué que la stimulation de la contrainte normale est le type le plus efficace dans des conditions statiques; il constitue donc la meilleure des trois options pour transmettre une sensation de pression à l’utilisateur, telle que la force de préhension appliquée par la prothèse lors de la manipulation d’un objet. Sur la base de ce résultat, nous avons développé un nouveau dispositif haptique portable qui fournit à l’utilisateur la reconnaissance d’une force verticale, par application d’une pression à trois endroits différents sur son corps. Nous avons ensuite investigué l’impact de l’application simultanée de deux types de rétroaction haptique différents sur la perception sensorielle humaine, la façon dont la stimulation vibrotactile peut être utilisée pour transmettre une sensation de texture et les répercussions de la quantité d’entraînement reçue par des sujets humains sur leur capacité à utiliser avec succès le système haptique. Enfin, notre dispositif haptique a été intégré au sein d’un système robotique et nous avons vérifié son efficacité dans le cadre de tâches d’application de pression et de reconnaissance de la texture. Notre travail contribue donc à établir de nouvelles connaissances sur l’efficacité relative des différents types de rétroaction haptique dans des conditions statiques et dynamiques, de sorte que les systèmes haptiques puissent être optimisés pour des conditions telles que celles exigées par les applications industrielles et biomédicales.

Date	4 sept. 2015
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vincent Duchaine (Directeur(-trice)) & Pascal Bigras (Codirecteur(-trice))