Master's Degree Ingénieurs civils

Ce cours a pour objectif de fournir une initiation théorique et pratique de la Réalité Augmentée. Le cours théorique propose une approche basée sur un modèle d'immersion et d'interaction à trois niveaux (sensorimoteur, cognitif, fonctionnel) et la partie pratique propose aux étudiants d'utiliser l'outil Unity3D (moteur de jeux vidéos) et la librairie Vuforia (distribuée par PTC).

L'objectif de ce cours et d'appréhender les notions de base de la réalité virtuelle à la fois du point de vue théorique et pratique.

La partie théorique s'attachera à présenter dans un premier temps la façon dont le système visuel humain construit la perception du relief, ensuite, nous exposerons la façon dont les systèmes immersifs les plus courants (Casques immersifs type "Oculus Rift", ou Salles immersives (type CAVE) réalisent la perception du relief et d'une façon plus générale permettent à un utilisateur la réalisation d'une activité pseudo naturelle.

Une présentation des différents usages de la réalité virtuelle sera proposée permettant ainsi d'aborder les principaux intérêts mais aussi les contraintes et défis de la réalité virtuelle autant d'un point de vue technologique qu'humain.

Dans une seconde partie, des travaux pratiques permettront la mise en oeuvre de ces connaissances par l'utilisation de matériels et de logiciels adaptés. L'objectif de ces travaux pratiques est de vous apprendre à mettre en place une application de réalité virtuelle dans un casque, d'une part, et de vous sensibiliser à quelques notions importantes en réalité virtuelle, d'autre part.

Ces notions importantes auront été abordées en cours, nous les rappelons ici afin de vous rappeler que leur bonne illustration lors des projets est déterminante pour la note obtenue pour la partie TPs de cet enseignement.

Colocalisation : il s'agit de la superposition de l'espace de manipulation et de l'espace de visualisation. Typiquement, une action colocalisées permet d'aller manipuler un objet "directement" i.e. l'objet virtuel que vous manipulez se trouve visuellement au niveau de votre main physique. Une situation de "non colocalisation" correspond à une forme de téléopération, dans laquelle vos mouvements sont reproduits à distance. L'impact de cette variable a une influence forte sur le réalisme de l'activité.

Interaction : Les tâches que l'on peut réaliser en réalité virtuelle peuvent être classées en 4 catégories : Sélection, Manipulation, Navigation (Déplacement), Contrôle d'Application. Ces tâches, sont réalisables soit via des schèmes (copies des situations réelles) soit via des métaphores (actions symboliques). La façon dont ont réalise ces tâches (exemple : schème de la marche, ou métaphore de la marche sur place) a un impact sur les performances et le réalisme de l'activité. Un des axes majeurs de recherche en réalité virtuelle est de proposer des méthodes d'interaction adaptées (schèmes ou métaphores) aux activités simulées.

Proprioception : il s'agit de la perception que l'on a de la configuration de son corps. Les sources d'informations pour cette construction mentale sont visuelles (vision de son corps, ex : de ses bras lorsque l'on manipule des objets) mais également kinesthéstiques (informations provenant des muscles notamment). L'un des désavantages des casques de réalité virtuelle est qu'ils nous privent de la vision du monde réel, et donc de la partie visuelle de la proprioception. Ce manque d'information n'est pas sans conséquence sur la manière d'interagir.

Durée des TPs : 2 jours

Format : 1/2 journée de formation aux Outils, 3 demi-journées de Mini-projets

Groupes : nous vous demandons de vous mettre par groupes (de 2, maximum 3) car nous avons un nombre de casques limité (3 oculus, 3 rifts, 1 Samsung Gear VR)

Mots clefs : Immersion, Interaction, Activité Sensori-Motrice, Activité Cognitive, Manipulation Directe, Co-localisation, Stéréoscopie, Motion Capture, Interfaces Visuelles, Interfaces Haptiques.

Electronique (Joël SENPAUROCA & Cyril JOLY)

Du système au composant électronique.

Objectifs

Bien que n’étant pas de futurs électroniciens, les élèves ingénieurs auront à travailler avec des systèmes électroniques et dialoguer avec les experts du domaine. Le cours d’électronique propose une découverte de ce qu’est un système électronique en le resituant dans le contexte des systèmes industriels. Une démarche de raffinements successifs permet de comprendre les concepts, de découvrir les outils et de les mettre en œuvre dans des cas concrets de systèmes électroniques.

Programme

Le système électronique au cœur des systèmes industriels
Modèle canonique d’un système électronique
Etudes des parties d’un système électronique
-       IHM Acquisition et Restitution : Les techniques électroniques d’acquisition et restitution des informations à destination des êtres humains
-       Traitement : techniques numériques

• par circuits logiques câblés (au sein d’une puce)
• par logiciel embarqué dans un microprocesseur

-       Processus Restitution : techniques électroniques d’interaction avec le processus industriel au moyen d’effecteurs (moteurs, transducteurs et leurs conditionnements par une électronique de puissance)
-       Processus Acquisition : techniques électroniques d’acquisition des informations en relation avec le processus industriel (Capteurs et leurs conditionnements)
-       Communication : principaux concepts relatifs aux télécommunications (inter systèmes et intra-système)
-       Mémorisation : techniques électroniques de stockage de l’information et des moyens de la protection des données
Ces divers contenus sont aussi des occasions de découverte des technologies que l’on utilise en électronique.

Activités pratiques : l'enseignement repose, pour plus du 2/3 du temps, sur des activités pratiques expérimentales
-       Des séances en salle informatique donnent l’occasion aux élèves de se familiariser avec les outils de l’électronicien (langage de description du matériel, simulation des systèmes)
-       Les travaux pratiques permettent la mise en œuvre des matériels (composants électroniques, effecteurs, capteurs)
-       Un projet permet de réaliser un système électronique en groupe de 6 à 8 élèves.