Image d'une marche virtuelle. Crédit :Université de technologie de Toyohashi.
Une équipe de recherche composée du professeur Michiteru Kitazaki de l'Université de technologie de Toyohashi, Professeur agrégé Tomohiro Amemiya de l'Université de Tokyo, et le professeur Yasushi Ikei de l'Université métropolitaine de Tokyo ont développé un système de marche virtuelle. Ce système enregistre une personne marchant, puis le rejoue à un autre utilisateur via le flux optique oscillant et les vibrations synchrones du pied. Des expériences psychologiques ont confirmé que les sensations d'auto-mouvement, marche à pied, action des jambes, et la téléprésence fournie par le flux visuel oscillant combiné aux vibrations du pied sont plus fortes qu'avec les vibrations à synchronisation aléatoire ou sans aucune vibration. Ces résultats suggèrent que les scènes visuelles oscillantes et les vibrations synchrones du pied sont efficaces pour créer des sensations de marche virtuelles. Le système de marche virtuelle peut reproduire des expériences de marche à des personnes éloignées, ou qui ont un handicap qui pourrait les empêcher de marcher à l'avenir. Cette recherche a été publiée dans la revue britannique en libre accès i-Perception le 15 octobre 2019.
La marche est une action naturelle et fréquente pratiquée par les adultes en bonne santé dans la vie de tous les jours. Elle implique diverses sensations telles que la vision, toucher, audience, et la proprioception, ainsi que l'exécution de commandes et d'actions motrices. Par conséquent, cela représenterait un défi de développer un système de réalité virtuelle capable de reproduire la sensation de marche.
Récemment, pour résoudre le problème ci-dessus, une équipe de recherche au Japon a développé un système de marche virtuelle en se concentrant sur la vision et les vibrations du pied, car ces modalités semblent critiques et un ensemble minimal pour induire des sensations de marche. Le système d'enregistrement proposé capture le flux optique oscillant du marcheur avec une paire de caméras stéréo, et enregistre les moments où les pieds frappent le sol à l'aide de quatre microphones intégrés dans leurs chaussures. Le système proposé comprend un visiocasque (HMD) et quatre vibrateurs fixés aux talons et aux avant-pieds.
Des expériences psychologiques ont été menées pour tester le système de marche virtuelle. Les scènes capturées à la première personne avec des oscillations d'image causées par le mouvement de la tête du marcheur et les vibrations du pied à des moments synchronisés ont considérablement induit les sensations d'auto-mouvement, marche à pied, action des jambes, et la téléprésence. La présentation synchrone des oscillations visuelles et des vibrations du pied était essentielle pour améliorer l'expérience de marche virtuelle. Ces résultats confirment que la stimulation tactile sur les pieds pour les pas est efficace pour améliorer les sensations de marche virtuelle.
Présentation du système. Crédit :Université de technologie de Toyohashi.
Professeur Michiteru Kitazaki, un psychologue perceptif de l'Université de technologie de Toyohashi a déclaré :"Nous aimerions développer davantage le système de réalité virtuelle, permettre aux gens de marcher sur des endroits étranges comme la Lune ou le fond de l'océan, et peut-être améliorer la qualité de vie des personnes ayant des troubles de la marche. Cette recherche est la première étape pour atteindre ces objectifs. Par conséquent, nous visons à créer la sensation virtuelle de marcher en utilisant des modalités limitées, comme la vision et les sensations tactiles."
Professeur agrégé Tomohiro Amemiya, un jeune chercheur en réalité virtuelle dont la recherche se spécialise dans l'haptique à l'Université de Tokyo a expliqué :« Une sensation tactile sur la plante du pied peut induire une pseudo sensation de marche. La présente recherche a démontré la preuve psychologique de cela. De plus, dans notre autre article publié dans Sciences psychologiques , nous avons découvert qu'un motif rythmique similaire consistant en des vibrations de marche appliquées à la plante des pieds facilitait le traitement tactile lorsque les sons imminents étaient situés près du corps. Les résultats suggèrent que l'extension de la représentation de l'espace péripersonnel peut être permise en stimulant les semelles en l'absence d'action corporelle, qui peut entraîner automatiquement une programmation motrice dans le cerveau pour la marche, conduisant à un changement dans la cognition spatiale autour du corps."
Professeur Yasushi Ikei, un chercheur expert en réalité virtuelle de l'Université métropolitaine de Tokyo a déclaré :"Au cours de l'ensemble des études connexes, nous développons un système de réexpérience virtuelle de super-présence à grande échelle. Par exemple, FiveStar VR (qui a remporté le prix de la meilleure technologie VR/AR à ACM SIGGRAPH Asia 2018) représente la vision, sens vestibulaire, proprioception, odeurs, flux d'air, des sons, et toucher pour revivre les expériences d'une autre personne. Le système de ré-expérience permet d'élargir nos expériences et contribue au transfert de compétences et à l'amélioration de la qualité de vie de tous."
De cette façon, le système de marche virtuelle pourrait élargir notre expérience et améliorer la qualité de vie des personnes susceptibles d'avoir de futurs troubles de la marche.
