Contribution to the study of the use of brain-computer interfaces in virtual and augmented reality

Contribution à l'étude de l'utilisation des interfaces cerveau-ordinateur en réalité virtuelle ou augmentée L’objectif de cette thèse est d’étudier l’utilisation d’Interfaces Cerveau-Ordinateur (ICOs) au sein de la Réalité Virtuelle (RV) et de la Réalité Augmentée (RA). Notre but est d’évaluer la compatibilité entre les systèmes basés sur une ICO et la RV/RA, de concevoir de nouveaux outils pour la visualisation de l’activité cérébrale basée sur la RV/RA, et finalement de proposer de nouveaux usages pour les ICOs, plus particulièrement en combinaison avec des vêtements intelligents. Afin de réaliser ces objectifs, nous avons tout d’abord réalisé une étude de faisabilité concernant l’association entre une ICO et la RV. Notre objectif était d’étudier l’influence de l’activité motrice sur une ICO. Nous avons conçu un système similaire à un jeu vidéo, servant comme support à une étude utilisateur montrant que l’ICO peut être utilisée avec succès, même lorsque les participants exécutent une activité musculaire exigeante. Dans un second temps, nous avons également proposé des outils de visualisation de l’activité cérébrale basés sur la RV/RA. Notre premier système nommé «Mind-Mirror» superpose un cerveau virtuel représentant l’activité cérébrale d’un utilisateur à l’image de celui-ci dans un miroir. Une étude utilisateur a montré qu’aucune perte significative de performance de l’ICO n’a été constatée, même avec une complexité additionnelle due à l’affichage basé sur la RA. Notre seconde contribution se nomme «Mind-Window» et étend les possibilités du Mind-Mirror en permettant plusieurs points de vue sur un même enregistrement d’activité cérébrale en utilisant des tablettes. Notre dernière contribution se nomme «Mind-Inside» et permet aux utilisateurs de visualiser en RV leur activité cérébrale en temps réel tout en étant immergés dans un cerveau virtuel. Enfin, nous avons étudié comment les ICOs et la RV/RA peuvent être appliquées au domaine des vêtements intelligents. Nous avons mis en place une plateforme d’expérimentation consistant en une cabine d’essayage virtuelle intégrant une ICO et permettant aux utilisateurs de porter des vêtements intelligents virtuels en RA. Poursuivant ces travaux, nous avons également conçu une «cape d’invisibilité» inspirée par l’univers de Harry Potter. Cette cape virtuelle permet aux utilisateurs de se camoufler en RA en utilisant leur état mental. Une étude utilisateur sur le contrôle de l’effet a mis en avant l’amélioration de l’expérience utilisateur et «l’impression d’avoir un superpouvoir».