Conception et développement de composants logiciels et matériels pour un dispositif ophtalmique
La lunette active
Une paire de lunettes est un dispositif courant, dont les propriétés (correction ou degré d’obscurcissement) n’évoluent généralement pas au fil du temps. Les lunettes dotées de verres autochromes sont néanmoins un contre-exemple : avec ces dispositifs, l’adaptation du degré d’obscurcissement du verre à la luminosité de l’environnement est obtenue par un procédé chimique, laissant peu de marges de manœuvre à un pilotage fin. L’arrivée récente de verres dont l’obscurcissement est pilotable électriquement (verres électrochromes) change la donne en fournissant l’opportunité d’agir sur le verre finement. Néanmoins, elle rend nécessaire l’intégration de capacités de perception et de raisonnement sur la lunette afin de déterminer la commande adéquate, d’autant plus si le verre est pilotable de manière localisée (grâce à l’adressage de différentes cellules électrochromes). L’intégration d’une source énergétique sur les lunettes est par là même rendue nécessaire et peut prendre différentes formes telles que batterie ou système de récupération d’énergie cinétique ou électromagnétique. Parallèlement à ces considérations, la paire de lunettes ne doit par gêner la vision et doit couvrir le champ le plus large possible. Devant être portée sur le nez en permanence, son poids et son encombrement doivent être réduits et son apparence doit être attrayante. Dans le cas où les lunettes disposent de capacités dynamiques, la vitesse de réaction du système doit être compatible avec le système visuel humain. Ces considérations ont servi de point de départ à la thèse et de nombreux autres usages ont par la suite été envisagés en plus de l’obscurcissement piloté, par exemple : correction adaptative (en fonction de la distance visée dans la scène), affichage d’information (en fonction du contexte), redirection de capacités sensorielles (affichage de texte obtenu par reconnaissance vocale pour une personne déficiente auditive), etc.
Réalité Virtuelle/Augmentée
Les technologies de réalité virtuelle et plus récemment de réalité augmentée sont devenues accessibles au grand public, principalement dans le domaine du divertissement mais également dans différents domaines professionnels. Elles connaissent aujourd’hui une évolution très rapide. Bien que visant potentiellement différents sens (vision, audition, odorat, toucher et même goût), les systèmes les plus répandus visent à l’immersion de l’utilisateur via le sens de la vision, par le biais de casques ou lunettes. Alors qu’un dispositif de réalité virtuelle propose à son porteur l’affichage d’un modèle synthétique de la scène en le privant de sa perception de Confidentiel 2 Table des matières l’environnement réel, un dispositif de réalité augmentée doit permettre l’intégration d’éléments synthétiques dans sa perception de l’environnement réel, ce qui soulève de nombreuses contraintes supplémentaires. Grâce aux nouvelles capacités d’affichages procurées par la lunette active, cette thèse s’intéresse à la problématique de la réalité augmentée mais en considérant des contraintes propres aux applications visées et en ne tentant pas dans ce domaine de concurrencer les géants de l’industrie du jeu. Au lieu de cela, la thèse considère les lunettes comme un système robotique doté de capacités de perception et d’analyse de l’environnement, de prise de décision et d’action, ce système devant également prendre en compte des considérations d’autonomie énergétique.
Laboratoire commun OPERA
C’est dans le contexte énoncé précédemment que le laboratoire commun OPERA (OPtique EmbaRquée Active) composé du LAAS-CNRS (Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes), et de l’entreprise Essilor, leader mondial dans la production de verres et d’équipements ophtalmiques, mène des recherches sur les “lunettes actives”, c’est-à-dire des lunettes équipées de “fonctionnalités dynamiques ou actives”. Au sein du LAAS-CNRS, différentes équipes impliquées travaillent sur différents aspects (photonique, technologie, électronique…) L’équipe Robotique, Action, Perception (RAP) étudie spécifiquement les lunettes actives en utilisant des approches propres aux systèmes robotiques.
Introduction |
