Imaginez piloter un drone grâce à des mouvements de votre torse en gardant la tête libre de regarder autour de vous, à la manière d’un oiseau. Les recherches de l’EPFL ont montré qu’utiliser votre torse pour piloter des robots volants est effectivement plus immersif et plus efficace que le joystick habituel.
«Notre objectif était de concevoir une méthode de contrôle facile à apprendre et qui, par conséquent, demanderait moins d’effort de concentration aux utilisateurs et leur permettrait de se focaliser sur des aspects plus importants tels que la recherche et le sauvetage», explique l’auteure principale de la recherche, Jenifer Miehlbradt de la Chaire Fondation Bertarelli en Neuro-ingénierie Translationnelle, dirigée par Silvestro Micera.
Sensation de voler
«Utiliser votre torse vous donne la sensation d’être en train de voler. Le joystick en revanche a un design très simple, mais maîtriser son utilisation pour contrôler avec précision des objets distants peut être un défi.»
Les scientifiques voulaient observer comment de potentiels pilotes utiliseraient leur corps pour piloter un robot volant, dans ce cas un drone, afin de déterminer quels étaient les mouvements les plus intuitifs et naturels, approchant ainsi le problème du pilotage sous un angle complètement nouveau. Ils ont tout d’abord enregistré les mouvements de 17 individus grâce à 19 marqueurs réfléchissants placés sur le haut du corps, ainsi que leur activité musculaire. Chaque participant suivait les actions d’un simulateur de vol naviguant dans un environnement virtuel, dans lequel il était immergé à travers des lunettes de réalité virtuelle.
A partir de schémas de mouvement émergeant de ces données, les chercheurs ont rapidement établi une stratégie basée sur les mouvements du torse pour piloter un drone: seuls 4 marqueurs placés sur le torse étaient nécessaires pour piloter efficacement un simulateur de vol ou un drone réel le long d’un parcours d’obstacles.
Au total, les chercheurs ont comparé leur stratégie utilisant le torse au joystick chez 39 participants. Ils ont observé que leur stratégie surpassait le joystick en termes de précision et de fiabilité, et ceci après un court entraînement.
Multiples applications
«L’exploration de ces données nous a permis de développer une approche très simple et intuitive, qui pourrait aussi être utilisée par d’autres populations et pour d’autres machines ou opérations», souligne Silvestro Micera, aussi professeur d’Ingénierie Biomédicale à l’université Scuola Superiore Sant’Anna en Italie. Il ajoute: «Cette approche améliore de façon significative la téléopération de robots non-humanoïdes».
Les résultats publiés cette semaine présentent une stratégie de pilotage novatrice et complètement immersive, focalisée sur la caractérisation des mouvements du torse, en laissant la tête, les bras, les mains et les pieds libres d’exécuter d’autres tâches. Toutefois, ce prototype nécessite encore des marqueurs et un système de capture de mouvement externe.
La prochaine étape est de rendre cette stratégie utilisant le torse complètement portable pour piloter des robots volants. Les possibilités d’applications sont nombreuses, allant des simulateurs de vol aux drones et peut-être même des avions dans le futur.