Johan RENDY, doctorante au sein de l’équipe PACCE, soutiendra sa thèse intitulée :

« Développement d’un simulateur de vol immersif »  /  « Development of an immersive flight simulator »

le 01/06/2023 à 13h30, amphithéâtre dans l’amphithéâtre B de l’Ecole Centrale de Nantes.

Il y aura également une retransmission en direct sur le lien streaming suivant :

https://ec-nantes.zoom.us/j/93140472226
(ID de réunion : 931 4047 2226 et Code secret : U&0X*n?w

Jury :

– Directrice de thèse : Isabelle Milleville

– Co-encadrant : Cédric Dumas

– Rapporteurs :

• Jean-Michel BOUCHEIX Professeur des Universités HDR (émérite), Université Bourgogne Franche-Comté;
• Frédéric MERIENNE, Professeur des Universités HDR, Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers

– Examinateurs :

• Christine VIDAL-GOMEL Professeure des Universités HDR, Université de Nantes;
• Amine CHELLALI Enseignant chercheur, Univ Evry, Université Paris Saclay

– Membres invités : Florian COHN  (Ingénieur développement, Responsable R&D, Entreprise Alsim)

Résumé : La thèse traite du développement d’un simulateur de vol basé sur la technologie des casques de réalité virtuelle pour étudier l’impact de cette technologie sur la présence et l’apprentissage. La littérature a montré que les pilotes novices sont souvent confrontés à une surcharge mentale. Un entraînement adapté via un simulateur de vol est essentiel. Pour mieux comprendre les besoins de l’élève pilote lors de cet entraînement, une observation de l’interaction entre élève et instructeur a été réalisée. L’accent a été mis sur la façon dont l’instructeur gère les contraintes de vol et les besoins de l’élève. Les résultats ont fourni des indications pour concevoir un simulateur autonome et des aides pertinentes pour l’apprentissage tout en limitant la charge mentale de l’élève. La conception du simulateur s’est appuyée sur ces indications et s’est centrée sur le design du tableau de bord pour qu’il soit le plus adapté possible aux besoins de la tâche de pilotage ciblée. Une dernière étude a évalué l’apport pour la formation de pilotes débutants, du simulateur casque prototypé comparativement au simulateur cabine habituellement utilisé. Les résultats ont montré que le simulateur casque peut-être aussi efficace. Qu’il ne provoque pas plus de charge mentale ni de mal des simulateurs, et induit un sentiment de présence similaire au simulateur cabine. Les performances des apprentis sont similaires dans les deux simulateurs. La thèse souligne l’importance de prendre en compte le cas d’usage spécifique pour modéliser un environnement de formation adapté, et l’intérêt de la technologie des casques RV pour améliorer la formation de pilotes débutants via des interfaces simplifiées.

Mots-clés : simulateur de vol, réalité virtuelle, élève pilote, présence, immersion, charge mentale

Abstract: The thesis deals with the development of a flight simulator based on virtual reality headset technology to study the impact of this technology on presence and learning. Literature has shown that novice pilots often face mental overload, and appropriate training through a flight simulator is essential. To better understand the needs of student pilots during this training, an observation of the interaction between student and instructor was conducted. The focus was on how the instructor manages flight constraints and student needs. The results provided indications for designing an autonomous simulator and relevant learning aids while limiting the student’s mental load. The simulator design relied on these indications and focused on the dashboard’s design to make it as tailored as possible to the targeted piloting task’s needs. A final study evaluated the contribution of the prototyped headset simulator to the training of beginner pilots compared to the cabin simulator usually used. The results showed that the headset simulator can be just as effective, does not cause more mental load or simulator sickness, and induces a similar sense of presence as the cabin simulator. The performance of apprentices is similar in both simulators. The thesis emphasizes the importance of considering the specific use case to model a suitable training environment and the potential of virtual reality headset technology to improve training for beginner pilots through simplified interfaces.

Keywords: flight simulator, Virtual reality, Student pilot, presence, immersion, mental workload

Chadia ED-Driouch, doctorante dans sein de l’équipe PACCE, soutiendra sa thèse intitulée :

« Dialogue humain-machine pour l’aide à la décision médicale »

le lundi 22 mai à partir de 14h dans l’Amphithéâtre George BESSE de IMT Atlantique, campus de Nantes.

Un pot se tiendra à la suite auquel vous êtes bien évidemment convié(e)s.

Résumé : Grâce aux progrès scientifiques et technologiques, la Médecine de Précision (MP) est désormais prometteuse pour la personnalisation de la décision médicale. L’objectif est de fournir des mesures spécifiques pour une prise en charge individualisée du patient. Les solutions développées à cette fin sont nombreuses, cependant, leur adoption dans les services de santé est limitée par des enjeux liés en particulier aux données et aux méthodes sous-jacentes.
Cette thèse s’intéresse aux mécanismes du dialogue humain-machine à travers la visualisation et l’interaction avec les données et les algorithmes pour fournir des solutions de MP raisonnables et compréhensibles par l’humain. En collaboration avec des neurologues, nous avons conçu et développé un système d’aide à la décision clinique appelé MS-Vista, fondé sur les principes de la MP.    MS-Vista offre une interface humain-machine d’interaction avec les données permettant de contextualiser les patients atteints de sclérose en plaques. Il permet d’examiner la qualité et la quantité des données. Il fournit également des visuels de projection de données illustrant les avantages potentiels de chaque option thérapeutique. Il s’agit d’aider à la personnalisation de la décision et à la communication médecin-patient. Les retours positifs fournis par les neurologues, notamment du fait que MS-Vista intègre leur raisonnement, nous a conduit par la suite à concevoir une approche hybride de prédiction basée sur la collaboration humain-algorithme. En impliquant les médecins dans le processus d’apprentissage, cette approche permet d’améliorer la performance du modèle de prédiction en combinant l’intelligence humaine et artificielle.

Mots clés :  Interaction Humain-Machine, Intelligence Hybride, Apprentissage Automatique, Système d’Aide à la Décision Clinique, Collaboration Humain-Algorithme, Sclérose En Plaques.

Lina-Estelle LOUIS, doctorante dans sein de l’équipe PACCE, soutiendra sa thèse intitulée :

« La charge mentale lors de tâches cognitives »  / « Mental workload during cognitive tasks »

 le 13/06/2023 à 14h30, amphithéâtre du bâtiment S à l’École Centrale de Nantes.

Il y aura également une retransmission en direct sur le lien streaming suivant : https://ec-nantes.zoom.us/j/7224657885?pwd=dExKRkE0aDUvM2ZhUE9vM3p4NXFxZz09 / (ID de réunion : 722 465 7885 et Code secret : u8C9=wKK). 

Jury :

– Directrice de thèse principale : Isabelle Milleville-Pennel

– Co-directeur de thèse : Saïd Moussaoui

– Rapporteures : Catherine Gabaude (Directrice de recherche, Université Gustave Eiffel) ; Raphaëlle Roy (Enseignante-Chercheuse – HDR, ISAE SUPAERO).

– Examinateur : Jordan Navarro (Professeur des Universités HDR, Lyon 2)

– Membres invités : Vincent Roualdes (Neurochirurgien, CHU de Nantes) ; Sébastien Ravoux (Leader Innovation, Entreprise onepoint).

Résumé : La charge mentale est utilisée comme référence pour évaluer le coût mental d’une activité. Un des défis liés à l’expérience utilisateur est de pouvoir prédire en amont d’une tâche, la charge mentale de l’individu et de la surveiller en cours d’activité.  Pour ce faire, la thèse avait pour objectif de répondre à des questionnements autant théoriques que pratiques. Sur le plan théorique, une première étape visait à répertorier et à organiser les divers modèles conceptuels de la charge mentale. Pour proposer, en second lieu, un modèle combinant ces différents cadres théoriques et une nouvelle définition plus générale et opérationnelle de la charge mentale.  Sur le plan pratique, en nous basant sur le modèle conceptuel proposé lors de la phase théorique, nous avons approfondi la compréhension du lien entre la charge mentale subjective et la performance, mais également le lien entre l’engagement (à travers le ressenti ludique), une variable interne à l’individu, et la charge mentale. De plus, nous avons accru les connaissances sur les facteurs intrinsèques (complexité de la tâche et multiplicité de fonctions cognitives sollicitées) et extrinsèques (design ludique) aux exigences de la tâche qui influencent la charge mentale. Enfin, nous avons identifié une nouvelle tâche cognitive pour laquelle nous avons pu établir un modèle de classification supervisée de la charge mentale subjective, proposant ainsi un début de réponse au besoin de prédiction de la charge mentale. Un modèle dont nous avons testé la validité inter-tâches (pour un même contexte de passation) et la validité inter-contextes (pour une même tâche donnée).   Cette thèse propose donc un regard enrichi et novateur sur la charge mentale, alliant travail théorique et expérimental.

Mots-clés :

ChCharge mentale, NASA-TLX, Workload Profile (WP), Tâches cognitives, Performances, Modèles de classification, Design ludique, Ressenti ludique, Multiplicité de fonctions cognitives sollicitées, EEG.

Abstract: Mental workload (MWL) is a concept used to assess the mental cost of activities. Nowadays, challenges related to user experience involve predicting an individual’s MWL before a task and monitoring it during the activity. To achieve this, the thesis addresses both theoretical and practical questions. On a theoretical level, the first step was to compile and organize various conceptual models of MWL. The second step was to propose a model that combines these different theoretical frameworks and offers a new, more general, and operational definition of MWL.   On a practical level, based on the conceptual model proposed in the theoretical phase, we deepened the understanding of the link between subjective MWL and performance. We also explored the relationship between engagement (through the playful feeling), an internal variable for the individual, and MWL. Moreover, we increased the knowledge of the intrinsic (complexity of the task and multiplicity of cognitive functions solicited) and extrinsic (fun design) factors to the task requirements that influence MWL. Finally, we identified a new cognitive task for which we were able to establish a supervised classification model of subjective MWL. We proposed this as an initial response to the need for MWL prediction. A model for which we tested the inter-task validity (for the same context) and the inter-context validity (for the same task).   Therefore, this thesis offers an enriched and innovative view on MWL that combines theoretical and experimental approaches.

Keywords: Mental workload, NASA-TLX, Workload Profile (WP), Cognitive tasks, Performances, Classification models, Fun design, Playful feeling, Multiplicity of cognitive functions solicited, EEG.

Chloé Lourdais, doctorante au sein de l’équipe PACCE, soutiendra sa thèse intitulée :

« Optimisation d’une interface numérique de santé à distance pour une meilleure expérience-patient. » / « Optimization of a digital interface for remote medical monitoring to improve the patient experience. « 

Le lundi 28 novembre à 10h00 dans l’amphithéâtre S de l’École Centrale de Nantes.
Vous êtes bien sûr tous bienvenu(e)s pour y assister sur place ou par Zoom avec le lien suivant :
https://ec-nantes.zoom.us/j/94256256555
ID de réunion : 942 5625 6555
Code secret : mWGL%zZ1

Jury :

• Directrice de thèse : Emilie POIRSON (Professeur des Universités, École Centrale de Nantes)
• Co-encadrants : Liang MA (Maître de conférences, Université Tsinghua, Chine)
• Rapporteurs : Julie STAL-LE CARDINAL (Professeur des Universités, CentraleSupélec) ; Améziane AOUSSAT (Professeur des Universités, ENSAM)
• Examinateurs : Joanna DAABOUL (Maître de conférences, Université de Technologie de Compiègne) ; Philippe RAUFFET (Maître de conférences, Université Bretagne Sud)

Résumé :
Les services de santé à distance, dans un cadre médical ou de bien-être, sont actuellement en pleine croissance, soulevant de nouveaux challenges. De par l’utilisation d’interfaces numériques de santé (applications, objets connectés ou sites Internet), ces services s’intègrent de plus en plus dans la vie quotidienne des patients, à domicile et sans soutien médical, faisant évoluer l’exercice de consultation de leurs données de santé.
Ce travail de recherche étudie l’impact émotionnel de la consultation de données personnelles sensibles et vise à améliorer l’expérience-patient dans l’utilisation des interfaces de santé.

Une première expérimentation a permis d’évaluer les réponses émotionnelles face à la consultation des données de santé. Les résultats soulèvent des impacts sur le stress perçu, la durée de la consultation et l’activité cardiaque des participants, montrant la nécessité de considérer les émotions dans la conception des outils de santé à distance.

Une méthode de conception centrée-patient d’une interface de santé est ensuite proposée. Elle comprend : une comparaison culturelle des outils existants, une enquête sur les habitudes et préférences des patients et une expérimentation basée sur un algorithme génétique interactif visant à optimiser le design de l’interface pour améliorer la satisfaction-patient. La représentation des données de glycémie sur une application de diabète est utilisée comme un cas d’application. Les résultats soulèvent l’intérêt de l’optimisation des interfaces de santé pour améliorer l’expérience-patient et encourager des comportements sains. La personnalisation de ces interfaces pour répondre aux besoins de chacun est aussi suggérée.

Mots-clés : Santé à distance, Interface-patient, Données de santé, Expérience émotionnelle, Conception centrée-patient, Algorithme Génétique Interactif.

Abstract:
Remote health services, in a medical or well-being context, are currently growing rapidly, raising new challenges. Through the use of digital health interfaces (apps, connected devices or websites), these services are increasingly integrated into the daily lives of patients, at home and without medical support, changing the way they consult their health data.
This research work investigates the emotional impact of the consultation of sensitive personal data and aims at improving the patient experience in the use of health interfaces.

A first experiment assessed emotional responses to the consultation of health data. The results showed the impacts on the perceived stress, the duration of the data consultation and the cardiac activity of the participants, suggesting the need to consider emotions in the design of remote health tools.

A patient-centered design method of a health interface is then proposed. It includes: a cultural comparison of existing tools, a survey on patients’ expériences and preferences, and an experiment based on an Interactive Genetic Algorithm optimizing the interface design to improve patient satisfaction. The representation of blood sugar data on a diabetes app is used as an application case. The results show the interest of optimizing health interface to improve patient experience and encourage healthy behaviors. Customization of these interfaces to meet individual needs is also suggested.

Keywords: Remote health monitoring, Patient health interface, Health data, Emotional experience, Patient-centered design, Interactive Genetic Algorithm.