Soutenance de doctorat de Yang Liu : Interfaces pneumatiques à changement de forme pour l’émotion et la confiance dans l’interaction humain-machine
Télécom Paris, 19 place Marguerite Perey F-91120 Palaiseau [y aller], amphi 2 et en visioconférence
Titre original : Changing Pneumatic Interfaces for Emotion and Trust in Human–Computer Interaction
Jury
- M. Thomas Pietrzak, Professeur, Université de Lille, France – Rapporteur
- M. Mehdi Ammi, Professeur, Université Paris 8 Vincennes – Saint-Denis – Rapporteur
- Mme. Céline Coutrix, Directrice de recherche CNRS, Université Grenoble Alpes – Examinatrice
- M. Eric Lecolinet, Professeur, Télécom Paris – Directeur de thèse
- Mme Françoise Détienne, Directrice de recherche CNRS, Télécom Paris – Co-encadrante de thèse – Invitée
- M. Stéphane Safin, Professeur, Université Libre de Bruxelles – Co-encadrant de thèse – Invité
Résumé
Cette thèse examine le potentiel des interfaces haptiques pneumatiques en silicone pour renforcer l’engagement émotionnel, la confiance et la communication non verbale dans trois domaines : l’expérience cinématographique, la conduite automatisée et l’interaction homme-robot. À l’intersection de l’informatique affective et de l’IHM, ce travail étudie comment un retour haptique bio-inspiré — fondé sur des déformations volumétriques et des textures dynamiques — peut aligner les stimuli tactiles avec les émotions contextuelles, la conscience situationnelle et les rythmes physiologiques.
Dans le contexte cinématographique, des textures pneumatiques inspirées des épines d’oursin et des coussinets félins, combinées à des rythmes de gonflage, modulent respectivement la valence et l’arousal. Les expériences démontrent que des signaux haptiques congruents intensifient significativement l’immersion émotionnelle, tandis que des signaux non congruents perturbent l’alignement affectif, soulignant l’importance d’une conception tactile sensible au contexte.
Le second volet applique ces principes à la conduite automatisée de niveau 3 avec un dispositif « Silicone Sac » bio-inspiré pour les demandes de reprise de contrôle. Comparés aux alertes vibrotactiles, les signaux pneumatiques réduisent le stress et favorisent des transitions plus fluides, bien qu’une ambiguïté directionnelle révèle la nécessité de dispositifs hybrides conciliant urgence et confort.
Le troisième volet explore l’interaction homme-robot par des signaux haptiques mimant la respiration et le rythme cardiaque. Intégrés au torse d’un robot humanoïde, ces signaux améliorent nettement la reconnaissance émotionnelle, notamment pour les états à faible activation, et sont perçus comme « intimistes » et « vivants ».
Ces résultats établissent les interfaces pneumatiques comme un médium expressif et biomimétique pour concevoir des interactions plus intuitives et émotionnellement cohérentes.