Explorer les posssibilités de la réalité virtuelle et augmentée pour faciliter la production et le partage des connaissances : c’est l’un des principes du « 4D Space », un espace d’expérimentation ouvert aux étudiants qui poursuivent le parcours Innovation et le programme « Innovation, Research and Manufacturing” de l’ESILV au sein du De Vinci Innovation Center.
Conçues dans des véritables espaces de production et partage des connaissances, ces activités sont développées par les étudiants du centre d’expertise trans-disciplinaire du Pôle Léonard de Vinci (DVIC) pendant leur année de Mastère Innovation, Research and Manufacturing ou dans le cadre du parcours Innovation, proposé en 4e et 5e années du cycle ingénieur.
L’objectif de ces espaces est, à la fois, de faire des choix en matière d’équipement et de technologies de pointe, produire du contenu pédagogique, à l’instar des tutoriels et développer des projets collaboratifs dans divers domaines : interfaces homme machine, robotique, matière souple et active, wearables (dispositfs connectés), 4D Space, high performance computing …
4D Space, un espace d’expérimentation pour revisiter la téléprésence
Le « 4D Space » permet aux étudiants de tester les pratiques et les avancées de la réalité virtuelle et augmentée, tout en expérimentant différents systèmes de téléprésence. Dans le cadre d’une salle destinée à faire des expériences 4D, les étudiants essayent, à l’aide des casques 3D et d’un matériel acoustique permettant d’avoir un son spatial, de reproduire une partie des perceptions sensorielles de l’être humain, à savoir la vue, l’ouïe et le toucher. Un réseau de ventilateurs connectés à ces systèmes permet de reconstituer la notion de vent en milieu virtuel comme si on y était.
» Il y a tout un travail de réflexion, à la fois, sur le développement technologique : Comment est-ce qu’on crée des combinaisons pour redonner la perception sensorielle ? Comment est-ce que l’on développe des artifices olfactifs ? Comment est-ce que l’on opère une construction 3D de l’acoustique, du visuel ? La dimension conceptuelle s’intéresse à la notion de téléprésence. Pour quels usages ? Dans quelle perspective ? « , nous explique Clément Duhart, responsable du De Vinci Innovation Center.
Par exemple, l’une des applications de la téléprésence sur lesquelles travaillent les étudiants du 4D Space, c’est le traitement des phobies liées au vertige, grâce à la réalité virtuelle. À l’aide des casques qui permettent de reconstruire une expérience virtuelle de marche sur une planche, avec la sensation de vide en dessus, les personnes phobiques pourront travailler sur leur capacité de traverser cette planche en virtuel, en essayant de vaincre la peur, ce qui pourra aider à traiter la phobie. Ce projet de reconstruction des sensations pourra être utile dans les évaluations thérapeutiques des vertiges.
Tidmarsh, de Massachusetts au 4D Space, en passant par le MIT Media Lab
Tidmarsh, ancienne ferme de canneberges de 600 hectares, dans le Massachusetts, qui fait l’objet d’un vaste programme de restauration écologique, est au coeur d’un projet de recherche initié il y a 5 ans au MIT Media Lab.
« La question à laquelle se propose de répondre ce projet, c’est : Comment est-ce qu’on aide la nature à recréer des marées, sachant que cela met plusieurs siècles à se reconstruire naturellement ?
Sur ce site, nous avons déployé plein de capteurs qui permettent de mesurer l’environnement, et de resynthétiser tout cela dans l’environnement virtuel. Dans le cadre du 4DSpace, on travaille sur la notion de téléprésence, permettre aux étudiants qui montent dans la machine, de ressentir les mêmes sensations comme s’ils étaient au milieu d’une marée : les odeurs, le vent, la température, l’humidité. » (Clément Duhart, responsable du De Vinci Innovation Center)
Les étudiants testent la téléprésence dans ce milieu protégé grâce à une expérience Doppelmarsh, un environnement virtuel qui resynthétise entièrement et en temps réel le site de Tidmarsh grâce aux données des capteurs. A l’aide d’un simulateur de réalité virtuelle KAT VR doté d’un tapis omni directionnel permettant de marcher, courir, se baisser, se relever, pivoter en 360° et des lunettes Hololens, les étudiants du Lab 4DSpace peuvent observer l’évolution de cet écosystème à travers le temps et l’espace. Ce nouveau type de documentaire est également exploité pour encourager l’engagement public et sensibiliser la population à la restauration de l’environnement.
Apprendre les mathématiques tout en « faisant de la musique avec l’univers »
Les étudiants du 4D Space travaillent également sur des expériences de sonification : créer de la musique pilotée par des paramètres extérieurs, à savoir la température ambiante ou le rythme de la respiration cardiaque. Un synthétiseur analogique comme ceux utilisés pour faire de la musique électronique, permet aux étudiants de couper en deux le signal d’entrée en essayant de piloter des circuits électroniques, qui, à la sortie, vont permettre d’expérimenter la déformation acoustique, en produisant des notes dont le rythme, la vitesse, le timbre des notes peuvent être contrôlés en fonction des paramètres extérieurs.
« Ce qui est intéressant, en ce travail, c’est que les étudiants apprennent l’éléctronique à travers le sens de l’acoustique : ils pourront appliquer les différentes transformations électroniques qu’ils ont vues en cours aux signaux émis par le synthétiseur analogique, écouter le résultat et vivre l’expérience de ce qu’ils ont appris.
Comment on exploite les sens pour avoir une meilleure compréhension des mathématiques ? » (Clément Duhart, responsable du De Vinci Innovation Center)
Ainsi, les étudiants fabriquent leur propre module qui peut être intégré aux différents modules interconnectés inclus dans le synthétiseur. « C’est un peu, comme le disait le professeur MIT Joseph Paradiso, « faire de la musique avec l’univers » », nous explique Clément Duhart. Contrairement au numérique, qui encode un signal physique dans le monde digital, dans la sonorisation, le signal physique reste dans le monde physique. Cette application permet aux étudiants de mieux comprendre les principes mathématiques qui régissent les phénomènes que l’on peut observer sur les signaux électroniques : décalage de phase, changement d’amplitude, etc.
Plus qu’un outil d’apprentissage des mathématiques, ce projet peut également être un point de départ pour ceux qui souhaitent s’impliquer dans des études poussées autour de l’éléctro-acoustique, un domaine récent qui s’impose désormais dans la recherche musicologique.
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