Charge mentale et interfaces homme-machine complexes

Présentation de la thématique :

Cette équipe de recherche contribue à mettre au point des méthodes et des outils pour quantifier le comportement sensorimoteur et cognitif de l’opérateur d’interfaces homme-système complexes, mais également sa charge mentale.

Après avoir notamment conçu un robot pour entraîner les avants de l’équipe de France de rugby, les chercheurs travaillent actuellement sur le comportement du pilote d’hélicoptère en collaboration avec Airbus Helicopters et TTS Thales AVS France Training & Simulation. Cette étude a pour objectif de préciser comment évaluer en temps réel, durant des missions opérationnelles, l’état psychophysiologique du pilote afin de prendre en compte cette dimension en simulation pilotée. En effet, le concepteur de l’Interface Homme Système (IHS) omet souvent de prendre en compte les paramètres variables que sont la charge de travail du pilote et son stress. Pourtant le niveau de chacun d’eux a une influence importante, qui peut souvent être néfaste sur sa performance. Les résultats obtenus vont contribuer ultérieurement à la conception et à la certification du cockpit du futur (projet IKKY).

Mots clés :

Interface homme machine ; Avionique ; Charge mentale ; Oculométrie ; Contrôle moteur ; Psychophysique ; ECG ; Manipulandum ; Conductance cutanée.

Faits marquants

• Conception d'un enregistreur (chaire industrielle Quantico) capable de recueillir plusieurs dizaines de variables neurophysiologiques chez l’homme de manière parfaitement synchronisée, et ce pour un coût raisonnable. Élaboré d’abord pour recueillir des variables physiologiques dans un environnement bruité (le cockpit d’un simulateur d’hélicoptère), cet enregistreur est maintenant utilisé avec succès en anesthésie-réanimation pour suivre des patients, et en cours de miniaturisation pour un usage ambulatoire.
• Progrès sur l’interface homme-machine : l'équipe a pu enregistrer simultanément, sur un simulateur d’hélicoptère, les variables qui caractérisent le vol, les paramètres physiologiques du pilote et surtout, ce qui est innovant, les instruments qu’il manipule. À partir de ces variables, les interactions entre le pilote et la machine ont été décrites en détails (gestuelle, regard, variables neurovégétatives qui caractérisent son stress...). Cette étude a notamment permis une première modélisation de la charge mentale du pilote.
• Collaboration avec Thales et la fédération Française de rugby : en 2011, l'équipe a mis au point un simulateur de mêlée pour l’équipe du XV de France qui lui a permis d’arriver en finale lors de la dernière coupe du monde. Elle a également placé des GPS dans les maillots des joueurs pour quantifier en ligne leurs déplacements sur le terrain, toute discipline sportive confondues. Le robot-simulateur a été récemment modifié pour lui permettre d’avancer ou de reculer sur une distance de plusieurs mètres, ce qui ouvre de nouvelles perspectives d’études.

Applications

• Quantification du comportement humain normal et pathologique
• Entraînement des opérateurs d’interfaces homme système complexes
• Suivi longitudinal individuel des opérateurs d’interfaces homme système complexes
• Rééducation des personnes atteintes d’un déficit sensorimoteur
• Suivi longitudinal individuel des personnes atteintes d’un déficit sensorimoteur

Interactions avec d'autres thématiques du centre Borelli

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