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Publié le 29/11/2018 à 16:10

Bientôt : des stimulateurs vestibulaires galvaniques pour jouer sans Motion-Sickness !

S'il y a un frein pour la démocratisation de la réalité virtuelle (VR) c'est bien le Motion-Sickness ou cinétose. Elle est un élément rédhibitoire pour de nouveaux acquéreurs de casque VR lorsqu'ils y sont sensibles. En effet, si vous souhaitez faire l'acquisition d'un casque de réalité virtuelle et que vous êtes sujet à la cinétose, autrement dit au mal des transports, nous vous conseillons de bien tester avant d'acheter.
La cinétose survient quand le cerveau identifie une situation de discordance entre la perception visuelle et les signaux envoyés par l’oreille interne. Cette situation se produit en VR lorsque l'utilisateur est en mouvement dans le jeu, alors que le corps est statique et que donc l'oreille interne ne détecte aucun déplacement : l'œil perçoit la progression en VR, mais l'oreille n'envoie aucun signal au cerveau. Le cerveau interprète cette situation de discordance comme une tentative d’agression du corps par empoisonnement, et pour faire évacuer ce qu’il pense être le poison, il déclenche les vomissements.
 

Beaucoup de personnes arrivent à apprivoiser cette cinétose car le cerveau s'habitue peu à peu, mais malheureusement ce n'est pas le cas de tout le monde. Il existe des procédés assez simples pour atténuer voire éradiquer la cinétose, il s'agit des solutions de locomotion en VR. Ces solutions sont purement logicielles : ce sont des simulateurs de marche. Dans ce cas de figure, le joueur marche en faisant du sur place. L'avantage de la locomotion sur place est l’engagement proprioceptif, autrement dit la sensibilité du système nerveux aux informations sur les postures et les mouvements, venant des muscles et des articulations. Cette méthode est d'une efficacité réelle chez beaucoup de ses utilisateurs, mais elle a aussi ses limites.

Si le sujet vous intéresse, je vous invite à lire mon article : « ArmSwinger, la solution pour le déplacement en monde ouvert ? ». Il traite des solutions de locomotion en réalité virtuelle.
 
Après la solution logicielle, nous allons aborder les solutions matérielles. Des chercheurs se sont appliqués à trouver des solutions matérielles pour pallier ce problème. Ils ont réussi à mettre au point ce qu'ils appellent le stimulateur vestibulaire galvanique ou GVS (Galvanic Vestibular Stimulation). Le GVS arrive à contrôler votre oreille interne, grâce à un système de stimulation électrique transmises dans la zone vestibulaire de notre oreille interne afin de faire ressentir au sujet une variation de son équilibre. Généralement, cela consiste à placer 2 électrodes derrière chacune des deux oreilles, puis d'influer sur les petits courants électriques des électrodes pour stimuler le vestibule. 

Sachez enfin, que le GVS est déjà utilisé dans le domaine médical notamment chez les victimes d'AVC (Accident Vasculaire Cérébral) afin de rétablir artificiellement leur équilibre.
 
Par ailleurs, il existe d'autres méthodes de stimulation vestibulaire comme le BCV (bone-connected vibrations). Ce dernier utilise la transmission des vibrations ultrasonore par conduction osseuse. Cette méthode diffère du GVS qui est beaucoup plus précis, puisqu'il permet une stimulation électrique ciblée du système vestibulaire. Tandis que le BCV atteint indirectement le système vestibulaire en faisant vibrer la structure osseuse la plus proche.

Le BCV quand il est appliqué aux processus mastoïdiens évoque des réponses oculomotrices et myogéniques similaires à celles produites par les accélérations linéaires des organes des otolithes.
Les résultats montrent que le confort dans une expérience de réalité virtuelle haut de gamme peut être amélioré par l'application d'une stimulation vestibulaire par ultrason, qui est relativement peu coûteuse, non invasive et facile à utiliser.

Quelques définitions des mots utilisés :
  • Vestibulaire : relatif à l'oreille interne qui détermine l'équilibre et le mouvement.
  • Processus mastoïdien : une partie de l'os juste derrière votre oreille
  • Réponse oculomotrice : mouvement inconscient de vos yeux, semblable à la réponse myogénique.
  • Réponse myogénique : une réponse qui provient des muscles sans aucune commande du cerveau.
  • Otolithes : est une concrétion calcaire qui se trouve dans l'oreille interne et sert au sens de l'équilibre.

Stimulateur vestibulaire galvanique en action


Là, je vous sens sceptique, vous vous demandez si ce type de dispositif fonctionne vraiment ! Comme indiqué plus haut, des scientifiques travaillent concrètement sur le GVS depuis longtemps.  Pour vous faire votre propre idée, je vous invite à regarder la vidéo suivante qui met en exergue mes propos. Cette vidéo est vieille de 7 ans, mais n'en demeure pas moins bluffante !
 
Dans cette vidéo, un opérateur exerce un contrôle à distance, en émettant des stimulations grâce à un prototype de GVS porté par un candidat au test.
 

HFS : VR Haptic Feeback Strap


AntVR l'a compris, le problème de cinétose affecte de nombreux utilisateurs VR; si cette entreprise arrive à trouver un moyen de vaincre le Motion-sickness, ce sera le jackpot. Aujourd'hui AntVR semble avoir trouvé ce moyen en nous proposant un produit du nom de « Haptic Feedback Strap (HFS) ». D'après AntVR, ce dispositif a été testé sur plus d'une centaine de personnes, et le résultat aurait été très concluant. En effet, ces testeurs ont été placés dans des montagnes russes virtuelles et pour la plupart d'entre eux le HFS aurait eu un impact positif. AntVR l'affirme dans son dernier tweet que désormais tout le monde peut jouer à n'importe quel jeu VR sans aucune cinétose.
 

HFS est basé sur le GVS mais utiliserait plutôt plusieurs micromoteurs de vibration à défaut de stimuli électrique. Le dispositif a la forme de bandeau ou strap destiné à être porté sur la tête et sous le casque VR. HFS détecte vos déplacements en VR et produit des vibrations que votre oreille interne va percevoir. Le cerveau reçoit l'information de mouvement qui lui faisait défaut. Il faut noter que HFS pourra, par la suite, être intégré par les constructeurs de casques VR, si AntVR arrive à les convaincre bien sûr.
En plus de l'annonce de la future commercialisation de ces straps, AntVR a fait part de son intention de rendre son projet ouvert afin que les autres acteurs du marché puissent l'adapter. Le HFS est d'ores et déjà compatible avec divers casques VR du marché, tels que le HTC Vive, l'Oculus Go et l'Oculus Rift.
 

Il semblerait que le HFS soit doté d'un mécanisme vibrant à une fréquence définie. Le bandeau traduit les données 6 DOF qu'il reçoit et les convertit en vibrations. Selon AntVR, ces vibrations sont relativement faibles et peu perceptibles, ne sont pas très audibles et ne gênent aucunement l'expérience en réalité virtuelle.
 

De la concurrence à l'horizon : Entrim 4D


 
Bientôt : des stimulateurs vestibulaires galvaniques pour jouer sans Motion-Sickness ! - 23


AntVR, n'est pas la seule entreprise sur le marché à proposer un produit basé sur la technologie GVS. En effet, Samsung lui emboîte déjà le pas grâce à son casque audio « Samsung Entrim 4D ».  Entrim n'est pas un casque audio classique, il intègre des électrodes qui stimulent l'oreille interne et utilise le système GVS.

Entrim est un concurrent sérieux au HFS. Samsung s'est associé avec des ingénieurs du domaine biomédical et a déjà réalisé des tests sur un panel de 1000 personnes. Cependant, ce casque est toujours en cours de développement et sa date de sortie n'est pas encore communiquée.
 

 
Conclusion

Depuis le début de réalité virtuelle, nous sommes confrontés à ce problème de cinétose. Comme nous venons de le voir, plusieurs expériences logicielles et matérielles sont menées afin de venir à bout de ce problème. Et parmi toutes ces méthodes, la stimulation vestibulaire galvanique semble avoir gagné la bataille. En effet, plus de 7 ans après les premiers prototypes de GVS, cette technologie semble avoir trouvé son terreau : la réalité virtuelle. Et il est bon de rappeler que de tels produits ne peuvent pas sortir sur le marché sans subir une batterie de tests, il faut surtout qu'ils arrivent à avoir les certifications nécessaires délivrées par les autorités sanitaires, et ça, c'est une autre histoire. Si cette commercialisation se concrétise, ce sera avant tout une grande avancée pour la réalité virtuelle, car finit cette injustice qui scinde en deux le monde des passionnés de VR.
 


Si vous voulez en apprendre un peu plus sur la stimulation vestibulaire galvanique j'ai déterré pour vous 2 articles qui traitent du sujet : En prime, je vous suggère une étude très intéressante (en anglais) qui date de mars 2018 :
HTC Vive
(lire le test)
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