Modèles et techniques logicielles pour l'assistance à l'interaction et à la collaboration en réalité mixte. (Software models and techniques for assistance to interaction and collaboration in mixed reality)

Dans ce memoire est presentee une synthese d'une dizaine d'annees de travaux de recherche. Tous ces travaux ont un point en commun : l'assistance et deux problematiques : l'interaction et la collaboration pour utiliser ou simuler des systemes complexes. Ces systemes complexes peuvent etre soit artificiels (cas de la robotique/telerobotique et de teletravail collaboratif) ou bien issus du vivant (cas de la simulation en biologie moleculaire). Ma recherche a consiste a etudier a la fois deux domaines de recherche qui sont la Realite Mixte (RM) et le Travail Collaboratif (TC). Dans le domaine de la RM, les recherches sont focalisees sur l'assistance a l'interaction 3D dans des environnements qui peuvent etre reels-augmentes ou virtuels, utilisant ou simulant des systemes complexes. Ces derniers peuvent etre artificiels (cas de l'interaction-homme-robot distant en realite augmentee) ou issus du vivant (cas de l'interaction-homme-molecule en realite virtuelle). Dans le domaine du TC, les recherches sont centrees sur l'assistance a la collaboration des utilisateurs. Ces derniers peuvent etre soit en situation de teletravail avec des systemes complexes artificiels (cas de la teleoperation de robots en realite mixte) ou encore en situation de travail dans un environnement virtuel commun (completement simule par ordinateur). Dans le contexte de l'assistance a l'interaction 3D, une reflexion particuliere est menee sur la facon dont on peut aider l'Homme a interagir (naviguer, selectionner, manipuler et controler l'application) d'une maniere efficace et credible avec son environnement. Cette reflexion nous a conduits a proposer des modeles et des techniques logicielles pour l'assistance a l'interaction 3D en realite mixte. Dans le contexte de l'assistance a la collaboration, une attention particuliere est accordee a la maniere dont on peut structurer, organiser, gerer et assister une activite de collaboration. Cela nous a permis de proposer des formalismes et des modeles permettant d'assister une activite de collaboration (communication, coordination et production). Ces recherches menees conjointement dans chacun des deux domaines ont favorise l'emergence des fondements de l'interaction collaborative en realite mixte. En effet, l'etude des collecticiels (logiciels de collaboration sous l'angle du travail collaboratif) fournit les concepts de base que doit respecter un systeme de collaboration. Alors que l'etude des interactions en realite mixte propose quant a elle des metaphores/techniques d'interaction 3D et des interfaces sensorimotrices (auditive, visuelle et haptique) dans le but d'ameliorer le sentiment d'immersion des utilisateurs. Ce couplage de concepts interdisciplinaires (interaction en RM & collaboration du point de vue du TC) est tres interessant du fait de leurs interdependances. En effet, pour collaborer, on a besoin d'interagir et pour interagir ensemble on a besoin de collaborer. Notre demarche de recherche propose donc de tirer partie de la maniere la plus efficace possible des avancees scientifiques et technologiques issues des deux domaines de recherche afin de proposer des modeles permettant la conception de nouveaux systemes d'assistance a l'interaction collaborative en realite mixte.