La réalité virtuelle (RV) peut-elle être mise à profit dans la recherche sur les biocapteurs ? Cet article explore les applications potentielles et les avantages de l’utilisation de la technologie RV dans ce domaine. Découvrez comment la RV pourrait révolutionner la collecte et l’analyse des données dans le domaine de la recherche sur les biocapteurs. Explorez l’avenir prometteur de la fusion entre la RV et les biocapteurs, qui pourrait déboucher sur des avancées révolutionnaires.
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Avec la popularité croissante de la réalité virtuelle et le changement de nom de Facebook en Meta, nous sommes nombreux à nous poser la question suivante : si la RV est là pour rester, comment allons-nous mesurer ses effets physiologiques, cognitifs et émotionnels ? Si vous êtes chercheur, que vous travaillez avec des personnes dans des environnements virtuels et que vous envisagez d’intégrer des mesures biométriques à vos recherches, nous sommes là pour vous aider à déterminer si vous êtes prêt à faire cet investissement. En résumé : il y a de nombreux points à prendre en compte avant de vous lancer. Consultez ce blog pour comprendre les exigences d’une installation virtuelle avec des biocapteurs portables.
Cas d’utilisation pertinents des appareils portables en réalité virtuelle
La réalité virtuelle permet de recréer fidèlement un environnement, offrant ainsi un contrôle total, la possibilité de manipuler des scénarios et d’intégrer des paramètres de sécurité dans cet environnement. Par conséquent, les applications de réalité virtuelle permettant d’évaluer les signaux biologiques à l’aide de capteurs physiologiques couvrent un large éventail de domaines, allant des soins de santé à l’aviation en passant par les jeux vidéo. Par exemple, les chirurgiens peuvent s’entraîner en réalité virtuelle, où leur attention visuelle, leur fréquence cardiaque, leur charge cognitive et leur stress sont surveillés et/ou évalués, ce qui se traduit par une formation mieux informée et de meilleurs résultats lorsqu’ils effectuent ensuite des interventions chirurgicales dans la vie réelle. Les environnements de jeu peuvent intégrer des systèmes de suivi oculaire ou des moniteurs de fréquence cardiaque pour analyser les performances, que l’on étudie la distraction des conducteurs, la présence et le flux dans le jeu, ou les interactions homme-machine telles que les interventions de prise de contrôle par des véhicules autonomes. Troisièmement, la thérapie d’exposition en réalité virtuelle s’est imposée comme un traitement clinique de l’anxiété ou du syndrome de stress post-traumatique (SSPT), où la surveillance de l’oculométrie, de la variabilité de la fréquence cardiaque et de la conductance cutanée peut fournir un biofeedback en temps réel sur les réponses au stress ; par exemple, le Massachusetts General Hospital, client d’iMotions, utilise la RV pour mener des recherches sur le trouble dysmorphique corporel.
Cependant, si ces méthodes de recherche peuvent fournir des informations précieuses aux chercheurs en comportement humain, la configuration et la synchronisation des flux de données provenant de tous ces appareils portables dans iMotions ne sont pas une mince affaire. Notre intention n’est pas de vous décourager, mais plutôt de faire preuve de transparence et de vous aider à vous poser les bonnes questions afin de vous assurer que vous êtes prêt à vous lancer dans cette aventure.
Quels capteurs est-il judicieux d’utiliser en réalité virtuelle ?
Oui : suivi oculaire
Plusieurs fabricants de casques de réalité virtuelle proposent des modèles dotés de fonctionnalités d’oculométrie intégrées. Varjo et HTC Vive Pro Eye proposent des casques de réalité virtuelle qui permettent de capturer les mouvements oculaires dans les mondes virtuels. Ces deux modèles sont compatibles avec iMotions. L’oculométrie pourrait être le meilleur point de départ pour la collecte de données, car l’attention visuelle peut vous en apprendre beaucoup sur le comportement humain. De plus, les capteurs supplémentaires que je cite ci-dessous risquent de solliciter fortement non seulement votre ordinateur, mais aussi votre analyse, en raison de la complexité des flux de données que vous récupérez ; il est donc plus prudent de commencer par l’oculométrie seule.
De même, si vous menez une expérience qui ne nécessite pas absolument un casque de réalité virtuelle, des lunettes d’oculométrie pourraient constituer une solution envisageable. Posez-vous la question suivante : cette question de recherche doit-elle vraiment trouver sa réponse en réalité virtuelle, ou êtes-vous simplement enthousiasmé par la technologie ? Les simulations peuvent constituer une alternative plus simple, et selon votre hypothèse, l’utilisation d’un simple simulateur et l’introduction de lunettes de suivi oculaire à la place du suivi oculaire en réalité virtuelle peuvent suffire. Heureusement, nous avons consacré un article de blog entier à ce type de recherche ici !
Oui : Fréquence cardiaque – ECG (électrocardiogramme)
La fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque sont calculées à partir de l’activité cardiaque mesurée par des appareils ECG, qui peuvent détecter des situations de stress et d’excitation en fonction de la fréquence et du rythme des battements cardiaques. iMotions fournit des indicateurs fiables à cet égard, et la bonne nouvelle, c’est que les capteurs ne sont pas trop envahissants pour les participants, même dans des environnements virtuels (à condition bien sûr de disposer d’un ordinateur adapté, ce dont je parlerai plus tard).
Oui : conductance cutanée (également appelée réponse galvanique de la peau ou activité électrodermique)
La conductance cutanée mesure la transpiration de la peau, qui est corrélée à l’excitation émotionnelle provoquée par le stress ou l’excitation. Elle permet de quantifier l’intensité de cette excitation, souvent détectée par ce que l’on appelle des pics GSR. Notez que les données de conductance cutanée peuvent facilement être faussées par des artefacts liés aux mouvements ; veillez donc à intégrer dans votre protocole de recherche des mesures permettant de détecter et d’éliminer les données bruitées.
Peut-être : EMG (électromyographie) et respiration
La détection des mouvements musculaires peut s’avérer utile si vous disposez des compétences nécessaires pour interpréter le signal. Par exemple, cela pourrait être pertinent si vous savez mener des recherches en fEMG pour mesurer les muscles faciaux, ce qui, en réalité virtuelle, constitue une alternative à l’analyse des expressions faciales, le visage étant masqué par le casque. L’étude du stress au niveau des muscles du cou et des épaules par EMG serait également envisageable, mais uniquement pour les personnes disposant d’une hypothèse bien définie et de certaines compétences techniques pratiques. Gardez à l’esprit que les données de mouvement peuvent également être assez bruitées et imprécises et qu’il est préférable de les coupler à d’autres biosignaux pour une analyse riche en contexte, ce qui peut solliciter fortement votre ordinateur et nécessite de solides compétences en nettoyage et en analyse des données. Demandez-vous si ces capteurs sont les plus appropriés, ou si l’oculométrie, la GSR et/ou l’ECG peuvent vous permettre d’atteindre vos objectifs.
La respiration peut constituer un bon indicateur pour la réalité virtuelle, malgré les artefacts liés aux mouvements. Comme elle est mesurée à l’aide d’une ceinture fixée sur la poitrine du participant, celui-ci peut se déplacer légèrement avant que trop de bruit ne vienne fausser les résultats de l’étude.
To see how these concepts are applied in practice, explore our Talk to a Research Expert page.
N° : Analyse des expressions faciales
Vous ne serez sans doute pas surpris d’apprendre qu’il est assez difficile de réaliser une analyse des expressions faciales à l’aide d’une caméra en réalité virtuelle, puisque le casque recouvre la moitié du visage. Pour le type de recherche que nous menons chez iMotions, cela est tout simplement impossible, car l’analyse des expressions faciales (FEA) repose sur des points de repère faciaux pour trianguler les émotions exprimées à l’aide d’unités d’action faciale, ce qui ne peut être réalisé lorsque ces points de repère sont masqués par le matériel de réalité virtuelle. Certains casques sont équipés d’un système de suivi facial, mais nous ne pouvons pas nous prononcer sur leur fiabilité et nous n’utilisons pas directement cette méthode. Cependant, l’EMG facial pourrait constituer une alternative en fonction de vos compétences en matière de recherche.
N° : EEG – Électroencéphalographie
En bref, la recherche en EEG est très difficile à mener en réalité virtuelle. Non seulement le casque interfère avec le bonnet EEG, mais les données EEG contiennent également une quantité considérable de bruit (artefacts de mouvement, bruit de signal, etc.) qui rendent la collecte et l’analyse des données soit fastidieuses, soit carrément impossibles. Des avancées se profilent toutefois à l’horizon, notamment grâce au partenariat entre Varjo et OpenBCI. Si vous envisagez de travailler avec l’EEG en réalité virtuelle, n’hésitez pas à contacter notre équipe pour discuter des différentes options qui s’offrent à vous.
Dans quel environnement de réalité virtuelle devrais-je travailler ?
Si vous avez consulté des experts pour déterminer le ou les capteurs dont vous avez besoin au minimum pour collecter des données pertinentes, et si vous savez que votre équipe dispose des compétences nécessaires pour analyser ces données et en tirer des conclusions fiables, la prochaine étape consiste à réfléchir à l’environnement dans lequel vous allez travailler.
Pour les environnements de réalité virtuelle (RV) avec suivi oculaire, iMotions est compatible avec Unity. Nous travaillons sous Unity et non sous d’autres moteurs comme, par exemple, Unreal, car le plugin Unity est fourni avec une scène d’exemple fonctionnelle qui s’intègre parfaitement à iMotions. À partir de là, toute personnalisation doit être effectuée par des développeurs expérimentés en environnements RV, car l’ajout de mesures biométriques peut s’avérer assez complexe. Si vous débutez avec Unity et la RV, vous devriez vous poser la question suivante : « Y a-t-il quelqu’un dans mon équipe qui possède une expérience directe de la création d’environnements Unity ? » Tout ce qui concerne la création de contenu à 360°, le débogage ou la modification d’environnements Unity personnalisés au-delà de la scène d’exemple fournie dans le plugin doit faire partie des compétences de cette personne. Si la réponse est oui et que vous avez confiance en son expérience, ou si vous prévoyez d’embaucher quelqu’un possédant ce bagage technologique, alors poursuivez votre lecture. Sinon, demandez-vous si une autre méthodologie de recherche pourrait constituer une alternative plausible.
Il existe en réalité de nombreuses questions de recherche auxquelles vous pouvez répondre sans avoir à créer un environnement de réalité virtuelle complet. Par exemple, avec le HTC Vive, vous pouvez enregistrer une vidéo à 360° et l’utiliser comme environnement, plutôt que de créer un environnement de réalité virtuelle complet dans lequel placer vos participants et suivre leur suivi oculaire dans cet espace à 360° que vous avez enregistré à partir d’un lieu réel.
De plus, si l’oculométrie n’est pas indispensable à votre étude, vous pouvez utiliser d’autres capteurs, comme la galvanométrie (GSR), pour mesurer l’excitation, et ces études peuvent être menées à l’aide d’Unreal, de SteamVR ou d’autres moteurs sous forme d’enregistrements d’écran ! Cela ouvre également la possibilité d’utiliser d’autres casques que le Varjo ou le HTC Vive.
Enfin, pour d’autres environnements simulés, l’API iMotions permet d’interagir avec des événements et des déclencheurs tiers afin d’échanger des données avec iMotions. Si votre configuration ne s’inscrit pas dans un environnement de réalité virtuelle utilisant un casque, un simulateur associé à l’API iMotions pourrait s’avérer pertinent pour vos recherches, en complément de lunettes d’oculométrie et/ou d’autres mesures biométriques telles que l’analyse des expressions faciales, puisque votre visage n’est pas masqué par le casque.
À découvrir : 10 façons d’utiliser Microsoft Hololens avec iMotions
Quelles sont les configurations informatiques requises ?
Il est impératif que votre ordinateur soit suffisamment puissant pour répondre à la configuration minimale requise. Tous les ordinateurs ne se valent pas, notamment en ce qui concerne la puissance de traitement nécessaire pour prendre en charge un environnement de réalité virtuelle, le suivi oculaire et la collecte de données provenant de capteurs supplémentaires.
En règle générale, les ordinateurs portables ne suffisent pas. Vous aurez besoin d’un ordinateur de bureau haut de gamme équipé de Windows 10, idéalement avec deux écrans et deux cartes graphiques, suffisamment de mémoire pour traiter les données, ainsi que le meilleur processeur graphique disponible sur le marché. Si vous investissez dans une configuration VR haut de gamme, lésiner sur un ordinateur de milieu de gamme ne sera pas rentable à long terme et risque même de compromettre l’investissement en temps et en ressources de l’ensemble du laboratoire si l’ordinateur ne parvient plus à gérer la charge de données, d’autant plus que la charge du processeur augmentera à mesure que vous ajouterez de nouveaux capteurs. Pour des recommandations spécifiques concernant les ordinateurs pour la VR, veuillez contacter notre équipe de consultants qui pourra vous conseiller sur les options disponibles.
Définir les délais et les attentes
Enfin, partez du principe que les problèmes sont fréquents en réalité virtuelle. Si vos délais sont serrés, en particulier si vous devez tout installer et configurer sur un nouveau PC ou dans un nouveau laboratoire, vous devrez vous demander si 1) vous disposez de suffisamment de temps pour aménager la salle, installer le plugin dans votre environnement, ainsi que mettre en place et tester les capteurs avant même de commencer la collecte de données, et 2) si vous aurez le temps de procéder à l’analyse des données si tout se passe bien. Assurez-vous d’être franc avec vos parties prenantes quant au temps que cela devrait prendre dans le pire des cas ainsi que dans le meilleur des cas, afin de ne pas faire de promesses excessives et de ne pas décevoir. Chez iMotions, nous abordons cette discussion avec vous dès le début afin que vous puissiez également comprendre ce que vous pouvez attendre de nous en termes de délais de livraison, d’installation et de mise en service.
Conclusion
J’espère vous avoir aidé à cerner les questions essentielles que vous devriez vous poser si vous envisagez d’étudier le comportement humain dans des environnements de réalité virtuelle. Si vous pensez que la réponse à la question dont j’ai parlé au début de cet article est « oui », n’hésitez pas à découvrir nos solutions de réalité virtuelle ici !