Implication relative des traits de haut niveau et de bas niveau des stimuli dans la catégorisation, chez l’homme et le singe

Implication relative des traits de haut niveau et de bas niveau des stimuli dans la catégorisation, chez l’homme et le singe

Composants principaux de la boucle de biofeedback 

Remarque préliminaire : Notre démarche fait abstraction de la couche reliant les capteurs au système qui les traite. Cette liaison a longtemps été filaire et tend aujourd’hui à être remplacée par des liaisons sans fil grâce à la démocratisation de Bluetooth et Wi-Fi principalement. Dans un cas comme dans l’autre ce sont des considérations d’ordre technologique et non conceptuel qui est le thème qui nous importe. Si la non prise en compte de la chaine d’influence qui vient d’être présentée dans la section précédente entraine des manques au niveau de la conception, l’oubli ou la méconnaissance de certaines parties de la chaine de biofeedback entraine des difficultés d’un autre ordre. Ces difficultés se situent dans la complexité de l’implémentation, dans les possibilités d’évolution, dans l’impossibilité de modifier une partie sans avoir à repenser tout l’ensemble bref, dans des complications liées à la méconnaissance de la place et du rôle de chaque composant. Cette section détaille et illustre les composants principaux qui ont émergé des différents brainstormings que nous avons réalisés auxquels nous avons intégré les notions trouvées dans la littérature. Nous avons fait en sorte de formaliser cette étape au fur et à mesure que notre solution se mettait en place, en synthétisant la littérature et en essayant d’améliorer ou de redéfinir ce qui, de notre point de vue, semblait ne pas convenir ou ne s’adaptait pas à une généralisation. Elle détaille les points qui nous ont marqués et ceux qui réapparaissaient régulièrement. Elle traite aussi de ceux qui, parfois, étaient présentés comme devant figurer dans un futur guide de mise en place de système de biofeedback. C’est une première synthèse des étapes à prendre en compte dans la conception d’un système. C’est aussi un ensemble de définitions tentant de concilier les différentes dénominations rencontrées. Figure 30 : répartition des composants d’architecture recensés Contribution 1 : cadre de conception de systèmes de biofeedback centré utilisateur 87 La Figure 30 est organisée de la façon suivante : sur les lignes se trouvent les configurations proposées par leurs auteurs respectifs, les composants mentionnés et la terminologie qu’ils ont employée. Les colonnes correspondent aux concepts principaux qui se sont dégagés et que avons renommés pour qu’ils répondent au plus près à la fonction qu’ils occupent. Notre contribution repose sur différentes actions menées premièrement de façon intramodèle puis de façon extra-modèle. Pour l’étude intra-modèle, il s’est agi de raisonner sur un modèle dans son ensemble et de nous approprier chaque composant, afin de le comprendre dans le sens défini par ses auteurs. Il a été nécessaire aussi de les situer quant à leurs tenants et leurs aboutissants. Pour l’étude extra-modèle, il s’est agi de comparer les modèles entre eux, en faisant en sorte de les positionner les uns par rapport aux autres. Il a été aussi nécessaire de les scinder en prenant soin de ne pas les priver de certaines fonctionnalités pendant cette opération. Les concepts que nous avons homogénéisés et organisés sont commentés dans les sections suivantes en incluant les remarques bibliographiques particulières qui ont étayé notre réflexion. Cela a mené à la Figure 31 qui présente les composants principaux de la boucle de biofeedback.

Capteurs

l’étape « capteurs » dans la boucle de biofeedback Selon (Chenu, 09) et (Dozza, Chiari, Peterka, Wall, & Horak, c), un dispositif de biofeedback doit se composer de trois parties : 1) les capteurs qui font l’acquisition des données biologiques en entrée pour les restituer, 2) les stimulateurs ou l’interface en sortie, 3) le système de couplage ou processeur, qui fait la liaison entre les deux éléments précédents, en convertissant les entrées en information compréhensible par l’utilisateur. Si cette affirmation n’est pas fausse, nous considérons qu’elle est incomplète par son manque de précision. En effet, la boucle de biofeedback commence au niveau des capteurs. Nous estimons qu’il est nécessaire de différentier les capteurs des données qu’ils produisent. Les capteurs transforment des informations physiologiques ou liées au mouvement en signaux électroniques (Huang, Wolf, et al., 06), mais ces signaux ne sont pas les données elles-mêmes. Les données sont produites par les capteurs et ont leur existence propre au-delà, dès qu’elles sont enregistrées sur un support de stockage. Par exemple, dans une situation de rejeu41 il n’y a plus de capteurs mais le dispositif de biofeedback peut réagir par rapport aux données enregistrées.Un capteur tel qu’un accéléromètre produit un signal correspondant à une accélération. Mais rien ne nous interdit d’intégrer cette information afin de raisonner en termes de vitesse : ici encore nous nous situons bien au niveau des données. Enfin, le fait de soumettre un capteur à une stimulation constante produit un signal donné. Le fait de soumettre des capteurs supplémentaires à une stimulation de même amplitude ne produit pas un changement au niveau du capteur initial. En effet, le signal qu’il produit n’a pas changé. Par contre les données issues du nouveau groupe constitué sont différentes. Il est manifeste que l’étape suivante est intimement liée à celle-ci, cependant l’importance de différencier les capteurs des données est manifeste du point de vue de la conception. 

Données

 L’étape données correspond à la conversion des données brutes en dimensions physiques : vitesse, accélération, pressions, température, etc. Certaines données brutes seront converties comme avec l’exemple de la conversion de l’accélération en vitesse. Si l’accélération est utilisée telle quelle, il s’agit alors de la simple définition de la dimension qui sera employée. Cette définition a son importance car d’expérience, tous les raisonnements suivants de la conception seront faits dans cette dimension physique. De la même façon, c’est la dimension traitée et non pas la donnée brute qui sera mentionnée dans la description future du système. Selon le cas, le dispositif final sera décrit Composants principaux de la boucle de biofeedback 90 ainsi : « ce dispositif de biofeedback informe l’utilisateur sur la vitesse de ses bras pendant… » ou bien « …informe l’utilisateur sur les accélérations produites par ses bras pendant… ». C’est aussi sur cette dimension que se feront toutes les réflexions pendant la conception du système. Deux types de données doivent être différentiés d’autre part. Les biodonnées sont des données physiologiques de l’utilisateur et sont fortement liées à lui. Il est intéressant de les distinguer des données au sens large. (Dubus, ) emploie deux types de capteurs, un GPS et deux accéléromètres qui sont positionnés sur une barque d’aviron. Ces capteurs sont inclus dans une boucle de feedback donnant au rameur des informations sur sa performance. L’accélération et la position sont indirectement liées à l’utilisateur. Elles sont dépendantes des actions réalisées par le rameur mais ne sont pas des informations physiologiques à proprement parler. Différentier ces deux types d’informations est nécessaire : c’est à ce niveau qu’intervient le type de biofeedback, interne ou externe.

Table des matières

1 Introduction
1.1 Contexte et motivation.
1.2 Problématique et contributions
1.3 Plan du manuscrit
2 État de l’art
2.1 Définition .
2.2 Exemples d’application du biofeedback
2.2.1 Solutions technologiques basiques
2.2.2 Biofeedback et rééducation
2.2.3 Biofeedback et maladie
2.2.4 Biofeedback et performances sportives
2.2.5 Biofeedback et conception participative
2.2.6 Évaluation intergroupes
2.2.7 Synthèse
2.3 La modalité audio dans le biofeedback
2.3.1 Introduction
2.3.2 Définitions
2.3.2.1 Techniques de sonification
2.3.2.2 Sonification interactive
2.3.3 Outils de production sonore
2.3.3.1 Outils utilisés
2.3.3.2 Rôle et apport des outils
2.3.4 Méthodes de conception
2.3.5 Exemples d’utilisation de biofeedback sonore
2.3.6 Effets du biofeedback sonifié
2.4 Conclusion
3 Contribution 1 : cadre de conception de systèmes de biofeedback centré utilisateur
3.1 Introduction
3.2 Vue globale du cadre de conception
3.3 La chaine d’influence
3.3.1 Étude
3.3.2 Buts
3.3.2.1 Buts du praticien
3.3.2.2 Buts du patient
3.3.3 Contexte et tâches
3.3.4 Capacités de l’utilisateur
3.4 Composants principaux de la boucle de biofeedback 86
3.4.1 Capteurs
3.4.2 Données
3.4.3 Traitement bas niveau
3.4.4 Fusion des données
3.4.5 Exploitation
3.4.6 Rendu
3.5 Conclusion
4 Contribution 2 : Expérimentations
4.1 Niveaux de retour d’information sonore
4.1.1 Introduction
4.1.2 Hypothèses
4.1.3 Matériel et Méthodes
4.1.3.1 Matériel
4.1.3.2 Population
4.1.3.3 Protocole d’expérimentation
4.1.4 Résultats / analyse statistique
4.1.4.1 Choix des tests statistiques
4.1.4.2 Discussion
4.1.4.3 Conclusion
4.2 Étude de différents types de retour d’informations appliqués à la baropodométrie
4.2.1 Introduction
4.2.2 Hypothèses
4.2.3 Choix de la configuration baropodométrique
4.2.3.1 Attributs de pression
4.2.3.2 Attributs de positionnement
4.2.4 Principe de l’expérimentation
4.2.5 Matériel et méthodes
4.2.5.1 Matériel
4.2.5.2 Population
4.2.5.3 Protocole d’expérimentation
4.2.6 Résultats
4.2.6.1 Choix des tests statistiques
4.2.6.2 Résultats par étapes selon les conditions expérimentales
4.2.6.3 Comparaison des résultats entre conditions expérimentales
4.2.6.4 Reconsidération de l’étape audio-vidéo
4.2.7 Discussion
4.2.8 Conclusion
5 Environnements de tests in vitro
5.1 Choix du matériau sonore
5.2 Environnement pour l’expérimentation 2
5.2.1 Étape « capteurs »
5.2.2 Étape « données »
5.2.3 Étape « traitement »
5.2.4 Étape « exploitation »
5.2.5 Étape « rendu »
5.2.5.1 Exploration sonore
5.2.5.2 Sélection sonore
5.2.6 Application d’exploration de comportements sonores
5.2.6.1 Fonctionnalités
5.2.6.2 Architecture logicielle
5.2.6.3 Implémentation
5.2.6.4 Interface utilisateur
5.2.6.5 Préparation des fichiers pour l’application
5.2.7 Conclusion
6 Environnement de tests in vivo
6.1 Objectifs.
6.2 Architecture matérielle
6.2.1 Émulateur de dispositif de pressions plantaires
6.2.2 Communication Bluetooth
6.3 Capteurs
6.4 Architecture logicielle
6.5 Données
6.6 Traitement
6.7 Fusion
6.8 Exploitation
6.8.1 Enregistreur de données
6.9 Rendus
6. Difficultés rencontrées
6. Évolution de l’application
6. Conclusion
7 Conclusion
7.1 Contributions conceptuelles
7.2 Contributions expérimentales et pratiques
7.3 Perspectives
Annexes
Expérimentation numéro 1
7.3.1 Protocole
Expérimentation numéro 2
7.3.2 Protocole
7.3.3 Formulaire anonyme de renseignements
Recommandations de l’AAPB pour l’utilisation de dispositifs de biofeedback
7.3.4 Principes éthiques
7.3.5 Standards de mise en œuvre du biofeedback
Logiciels et API utilisés
7.3.6 Logiciels
7.3.7 API
7.3.8 Ressources web
Publications
Bibliographie
Table des figures
Liste des tableaux
Résumé

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