Proposition d'un modèle de main pour la simulation des interactions homme-machine en environnement virtuel. Application à la prévention des risques d'accidents aux mains.

Abstract

Les techniques de Réalité Virtuelle permettent d'interagir avec des modèles et des environnements proches de la réalité en toute sécurité. Dans ce travail de recherche, un modèle de main est proposé afin de simuler les interactions homme-machine en environnement virtuel. Cette main virtuelle est un modèle multicouches constitué d'un squelette rigide, d'une chair et d'une peau déformables. Le squelette est "articulé" par 26 degrés de liberté. Il est piloté par les données issues de la capture de mouvements à l'aide d'asservissements en position et en vitesse de type proportionnel-dérivé. Cela équivaut à un couplage virtuel de type ressort-amortisseur entre la main de l'utilisateur et la main virtuelle. Nous avons couplé ce modèle de main à un simulateur de presse plieuse réalisé par l'INRS. Grâce aux mains virtuelles l'utilisateur est intégré à la scène virtuelle. Ainsi, il peut manipuler des objets et réaliser le pliage de tôles métalliques dans la plate-forme de réalité virtuelle en temps réel. De plus, grâce à l'intégration du modèle de situation de travail et de l'indice de risque dynamique développés par l'INRS, il est possible d'évaluer le degré de dangerosité de la situation de travail simulée et d'en informer l'utilisateur en temps réel. L'ensemble des modèles proposés dans le cadre de ces travaux de recherche offre des perspectives intéressantes de développements futurs en matière de simulation d'interactions homme-machine en environnement virtuel. Cette étude a donné lieu à une thèse de doctorat présentée à l'Ecole centrale de Nantes.