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Le sentiment de présence en réalité virtuelle : rôle modérateur des facteurs humains sur la performance

  • Dernière modification de la publication :24 avril 2024
  • Post category: Neurosciences/Projet

Quels sont les effets des facteurs humains (présence, genre, cybermalaises, pratique des jeux vidéo, style cognitif) sur la performance en réalité virtuelle ?Cette question est fondamentale pour une utilisation méthodologiquement rigoureuse de la réalité virtuelle, que ce soit à des buts de recherche, de diagnostic, de réhabilitation ou d’entrainement, puisqu’elle permettra de mieux comprendre et donc de neutraliser les biais potentiellement inhérents à l’outil. Elle est au cœur de la thèse d’A. Maneuvrier au sein du Cireve.

Période d’activité du projet : 2017 – 2020

La réalité virtuelle s’est imposée au cours des deux dernières décennies comme un nouveau paradigme de la recherche et des applications scientifiques, notamment en neurosciences, en sciences des comportements et en psychothérapie (Gregg & Tarrier, 2007; Foreman, 2010; Scozzari & Gamberini, 2011). Cette technologie et sa capacité à simuler des situations complexes sur-mesure offre aux chercheurs la possibilité d’étudier le comportement dans des environnements contrôlés et personnalisés. Les environnements virtuels permettent au sujet d’interagir avec une simulation numérique qui va se superposer aux sens naturels du sujet pour créer un filtre plurisensoriel artificiel. Ce filtre, couplé aux qualités immersives de l’interface comme la vision stéréoscopique, le son spatialisé ou le suivi de la tête, permettent l’émergence du sentiment de présence (Heeter, 1992; Sheridan, 1992), la sensation « d’être là » dans l’environnement virtuel. Ce sentiment de présence est au coeur de la réalité virtuelle : c’est ce phénomène qui va permettre au sujet de se sentir « comme s’il y était » et donc permettre au chercheur d’observer son comportement « comme s’il y était ». Cette sensation de présence, conséquence subjective de l’immersion technique, rend possible l’ajout de la dimension écologique, longtemps oubliée dans l’étude des comportements en laboratoire. Ainsi, le but ultime de la réalité virtuelle dans les recherches comportementales est de rendre l’interface technique de la simulation complètement invisible au sujet, afin de provoquer un sentiment de présence optimum et ainsi d’assister à un comportement au plus proche du comportement spontané pour une situation donnée. Dans le but de contribuer au développement de la réalité virtuelle en psychologie et neurosciences, deux environnements virtuels réalisés au CIREVE font actuellement l’objet d’expérimentations et de publications.

WINSCONSIN CARD SORTING TEST VIRTUEL

Le Wisconsin Card Sorting Test Virtuel est une implémentation du WCST traditionnel (Berg, 1948) pour casque de réalité virtuelle réalisée au CIREVE. Le WCST est considéré comme une mesure globale des fonctions exécutives, notamment grâce à une grande sensibilité aux dysfonctionnements du lobe frontal (Milner, 1963; Lange et al., 2018). Tous les mécanismes du test neuropsychologique papier-crayon sont respectés : les sujets sont immergés dans un environnement de type Far West américain construit pour les besoins de l’expérimentation. Ils sont assis sur une charrette en mouvement et doivent répondre au test en manipulant un laser virtuel via les contrôleurs. Les cartes cibles et les cartes initiales apparaissent au dos d’une autre charrette, en mouvement elle aussi. L’environnement comporte cinq grandes zones immersives toute incorporant du son spatialisé : une ville, une rivière, une mine d’or, une prairie, et un village de bandits. La performance est calculée selon le nombre d’essais total, le nombre d’essais pour trouver la première règle ainsi que le nombre d’erreurs réalisées.

Auteurs: A. Maneuvrier, H. Ceyte, P. Renaud, R. Morello, P. Fleury, L. Decker

TEST DE COGNITION SPATIALE VIRTUEL

Dans le cas de la cognition spatiale, l’outil de la réalité virtuelle permet l’analyse des différents mécanismes d’orientation et d’apprentissage, tout en préservant le contrôle expérimental des études en laboratoire et la validité écologique des études in situ (Parsons, 2015; Parsons et al., 2017; Da Costa et al., 2018). Dans ce protocole les participants suivent tout d’abord un itinéraire balisé dans un environnement virtuel mêlant différents bâtiments de la Rome Antique. A la fin de leur itinéraire, ils doivent répondre (toujours en immersion) à tout une série de questions destinées à évaluer leur apprentissage : dire s’ils ont tourné à gauche ou à droite face à tel élément de décor, dire si l’élément qui leur est présenté en photo était réellement présent sur l’itinéraire, placer des photos ou des vidéos du parcours sur un continuum entre le début et la fin de l’itinéraire etc. A la suite de ces questions, les participants sont invités à repartir au début de l’environnement et à réaliser l’itinéraire à nouveau, mais cette fois-ci sans les balises pour les guider. La réalité virtuelle permet de mesurer de nombreuses variables comportementales importantes pour l’étude de la cognition et de la navigation spatiale : la position précise continue du participant, le nombre d’erreurs qu’il commet, sa rapidité à réaliser l’itinéraire etc. La navigation se faisant par sauts téléportés via les contrôleurs elle ne génère aucun cybermalaise.

Auteurs: A. Maneuvrier, H. Ceyte, L. Decker, P. Fleury, P. Renaud

RÉALITÉ VIRTUELLE ET PÉDAGOGIE

Cette étude propose d’étudier l’impact de différents facteurs humains sur la performance de rétention d’informations lors d’un test d’apprentissage classique pédagogique en réalité virtuelle. Ses objectifs sont de comprendre si certaines personnes profitent davantage de la technologie, et notamment de voir s’il existe des différences de performance selon le taux de présence (Heeter, 1992; Sheridan, 1992) des participants. L’utilisation pédagogique de la réalité virtuelle se développant rapidement, que ce soit pour la présentation de contenu disparu comme c’est le cas pour les Visites du Plan de Rome ou l’apprentissage dans des situations extrêmes ou dangereuses, il est fondamental de comprendre les facteurs qui peuvent influencer l’apprentissage in virtuo.

Auteurs: A. Maneuvrier, K. Sammour, B. Verjut, P. Renaud, P. Fleury

ANALYSES ET ÉVALUATIONS

Ces trois environnements font l’objet d’expérimentations et d’analyses actuelles dans le cadre de la thèse de doctorat de psychologie en cotutelle internationale d’Arthur Maneuvrier (Université de Caen Normandie – Université de Montréal) . Elles s’intéressent plus particulièrement à l’impact de différents facteurs humains (sentiment de présence, sexe, cybermalaises, pratique des jeux vidéo) sur la performance en réalité virtuelle. En effet, la question de la performance en réalité virtuelle posée dès les premiers manipulations in virtuo (Barfield & Weghorst, 1993) reste sans réponse : existent-ils des facteurs humains indépendants de la tâche capable d’influer sur la performance en réalité virtuelle ? Autrement dit, un sujet plus présent ou moins sensible aux cybermalaises sera-t-il forcément plus performant lors d’une tâche cognitive ? Cette question est fondamentale pour établir une méthodologie rigoureuse de la réalité virtuelle, que ce soit en diagnostic, en recherche ou en rééducation.

Participants : Arthur Maneuvrier (UNICAEN – EA4254 ERLIS / CIREVE, Université de Montréal), Philippe Fleury (UNICAEN – EA4254 ERLIS / CIREVE), Leslie Decker (UMR-S 1075 INSERM-UNICAEN), Hadrien Ceyte (EA3450 DevAH-Université de Lorraine), Patrice Renaud (ARVIPL / Laboratoire de Cyberpsychologie – Université du Québec en Outaouais).

Ce projet est financé par l’Université de Caen Normandie à la suite d’un appel à projet international (contrat doctoral établissement).

Bibliographie:

Barfield, W., & Weghorst, S. (1993). The Sense of Presence within Virtual Environments : A Conceptual Framework. HCI.

Berg, E. A. (1948). A simple objective technique for measuring flexibility in thinking. The Journal of General Psychology39, 15‑22. https://doi.org/10.1080/00221309.1948.9918159

da Costa, R. Q. M., Pompeu, J. E., de Mello, D. D., Moretto, E., Rodrigues, F. Z., Dos Santos, M. D., Nitrini, R., Morganti, F., & Brucki, S. M. D. (2018). Two new virtual reality tasks for the assessment of spatial orientation Preliminary results of tolerability, sense of presence and usability. Dementia & Neuropsychologia12(2), 196‑204. https://doi.org/10.1590/1980-57642018dn12-020013

Foreman, N. (2010). Virtual Reality in Psychology. Themes in Science and Technology Education2(1‑2), 225‑252.

Gregg, L., & Tarrier, N. (2007). Virtual reality in mental health. Social Psychiatry and Psychiatric Epidemiology42(5), 343‑354. https://doi.org/10.1007/s00127-007-0173-4

Heeter, C. (1992). Being There : The Subjective Experience of Presence. Presence: Teleoperators and Virtual Environments1(2), 262‑271. https://doi.org/10.1162/pres.1992.1.2.262

Lange, F., Brückner, C., Knebel, A., Seer, C., & Kopp, B. (2018). Executive dysfunction in Parkinson’s disease : A meta-analysis on the Wisconsin Card Sorting Test literature. Neuroscience and Biobehavioral Reviews93, 38‑56. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2018.06.014

Milner, B. (1963). Effects of different brain lesions on card sorting : The role of the frontal lobes. Archives of neurology9, 100‑110.

Parsons, T. D. (2015). Virtual Reality for Enhanced Ecological Validity and Experimental Control in the Clinical, Affective and Social Neurosciences. Frontiers in Human Neuroscience9. https://doi.org/10.3389/fnhum.2015.00660

Parsons, T. D., Gaggioli, A., & Riva, G. (2017). Virtual Reality for Research in Social Neuroscience. Brain Sciences7(4), 42. https://doi.org/10.3390/brainsci7040042

Scozzari, S., & Gamberini, L. (2011). Virtual Reality as a Tool for Cognitive Behavioral Therapy : A Review. In S. Brahnam & L. C. Jain (Éd.), Advanced Computational Intelligence Paradigms in Healthcare 6. Virtual Reality in Psychotherapy, Rehabilitation, and Assessment (p. 63‑108). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-17824-5_5

Sheridan, T. B. (1992). Musings on Telepresence and Virtual Presence. Presence: Teleoperators and Virtual Environments1(1), 120‑126. https://doi.org/10.1162/pres.1992.1.1.120