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Dissertations / Theses on the topic 'Modèle humain virtuel'
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Billon, Ronan. "Modèle d’interaction gestuelle entre humain et acteur de synthèse dans un contexte de théâtre virtuel." Brest, 2010. http://www.theses.fr/2010BRES2026.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse se situe dans le cadre général de la communication et de l’interaction en environnement de réalité virtuelle. Nous nous intéressons particulièrement à la communication non-verbale entre l’humain et un acteur virtuel autonome. Nos travaux se positionnent dans un contexte d’interaction gestuelle qui soit la plus naturelle possible. Notre problématique consiste alors à percevoir et reconnaître un geste ou une séquence de gestes en temps-réel. Dans ce contexte, nous proposons de mettre en oeuvre un modèle de reconnaissance gestuelle efficace. Il existe actuellement de véritables difficultés pour créer une analyse de la dynamique des gestes. Les travaux issus de l’état de l’art décrit reposent sur la transcription des gestes en symboles. Un systéme de reconnaissance efficace devra répondre à un apprentissage simple, une reconnaissance temps-réel, une segmentation automatique du flux de mouvements, une extensibilité de la base de gestes aisée. Notre proposition est de fonder le notre sur une gestion de signature de geste. Nous montrons que grâce à une technique de compression basée sur I’ACP et une représentation géométrique appropriée, nous obtenons une image du geste contenant les informations nécessaires pour le caractériser et ainsi faciliter la comparaison avec l’observation temps-réel du flux continu. Nous introduisons une nouvelle technique de segmentation du flux associant la signature à un modèle d’agents. Nous avons appliqué avec succès nos travaux à une évaluation en condition de laboratoire puis devant un public dans un contexte de théâtre virtuel basé sur un scénario de CapoeiraThis work takes place in the general framework of communication and interaction in virtual reality environment. We are particularly interested in the nonverbal communication between humans and autonomous virtual actor. We position our work in the field of gesture interaction that is as natural as possible. Then, our problematic is to perceive and recognize a gesture or a sequence of gestures in realtime. In this context, we search to implement an effective model of gesture recognition. There are currently difficulties on the analysis of dynamic gestures. All studies from the state of the art described in this thesis refer all on the transcription of gestures into symbols. An effective recognition system should respond to: quick and easy learning stage; real-time recognition; automatic segmentation of the flow of movements; scalability of the database. To our knowledge, no system meet all these characteristics simultaneously. Our proposal is to base our model on gesture signature. This summerize the essence of the gesture. We show that using a compression technique based on PCA and a proper geometric adjustement we can compute a representation containing the information needed to characterize the gesture and faciitate the comparison with the observation of real-time flow. We introduce a new technique for segmenting the real-time flow based on the combination of the signature and an agent model. We applied our work, with success, on laboratory conditions evaluations and then in front of an audience in a play based on a Capoeira script in a theater
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Taoum, Joanna. "MEMORIA, un Modèle de rEprésentation de la MémOire de l'appRenant pour les systèmes tutoriels Intelligents et Adaptatifs." Thesis, Brest, 2018. http://www.theses.fr/2018BRES0117/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous présentons MEMORIA, un modèle de représentation de la mémoire de l’apprenant pour les systèmes tutoriels intelligents et adaptatifs. La contribution principale de ce modèle est une formalisation et une implémentation du modèle de l’apprenant sous forme de mémoires qui stockent les informations perçues par l’apprenant dans un environnement virtuel et les instructions émises par le tuteur. La conception de notre modèle est basée sur les quatre composantes classiques d’un système tutoriel intelligent. Le modèle du domaine est représenté par les connaissances métiers formalisées à l'aide de MASCARET. Afin de rendre naturelles les interactions entre le tuteur et l'apprenant, nous représentons le modèle de l'interface par l'intermédiaire d'un agent conversationnel animé à l'aide de la plate-forme Greta. Le modèle de l'apprenant est constitué de l'ensemble des connaissances acquises par l'apprenant en cours de simulation. Ces connaissances sont organisées dans trois mémoires : la mémoire sensorielle, la mémoire de travail et la mémoire à long terme. Notre enjeu majeur porte sur la formalisation de l'encodage des informations dans ces mémoires, ainsi que le flux de données entre celles-ci. Cette formalisation est basée sur la théorie de la mémoire humaine proposée par Atkinson et Shiffrin et inspirée de l'architecture cognitive ACT-R. Le modèle de tuteur que nous proposons est centré sur la réalisation d'un comportement qui adapte l'exécution du scénario en fonction des connaissances de l'apprenant et de ses interactions avec le tuteur. Une étude expérimentale a été menée pour valider notre modèle. Nous avons comparé deux groupes de participants. Dans le premier groupe, nous avons intégré un tuteur adaptatif utilisant notre modèle, qui adapte l'exécution du scénario pédagogique et dans le second groupe, un tuteur non adaptatif qui réalise un scénario pédagogique figé. Les résultats de cette étude permettent de conclure quant à l'efficacité de notre modèle pour un apprentissage de procédureIn this thesis, we present MEMORIA, a model of the learner’s memory representation for adaptive and intelligent tutoring systems. The main contribution of this model is a formalization and an implementation of the learner's model using memories that store the information perceived by the learner in a virtual environment and the instructions given by the tutor. The design of our model is based on the four classic components of an intelligent tutorial system.The domain model is represented by the domain knowledge that is formalized using MASCARET. In order to make the interactions between the tutor and the learner natural, we represent the interface model through an embodied conversational agent using GRETA. The learner's model is made of all the knowledge acquired by the learner during the simulation. This knowledge is organized into three memories: sensory memory, working memory, and long-term memory. Our major challenge is to formalize the encoding of information in these memories, as well as the data flow between them.This formalization is based on the theory of human memory proposed by Atkinson and Shiffrin and inspired by the cognitive architecture ACT-R. Our proposed tutor model focuses on the realization of a behavior that adapts the execution of the pedagogical scenario according to the learner's knowledge and the interactions with the tutor. An experimental study was conducted to validate our model. We compared two groups of participants. In the first group, we integrated an adaptive tutor using our model which adapts the execution of the pedagogical scenario and in the second group, a non-adaptive tutor who applied a fixed pedagogical scenario. The results of this study allow us to conclude on the effectiveness of our model for procedural learning
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Vedel, Charlotte. "Increasing lifting performances : Biomechanics for an optimized training." Electronic Thesis or Diss., Lyon, INSA, 2023. http://www.theses.fr/2023ISAL0054.
Full textAbstract:
Plus que le sport, l’haltérophilie et la force athlétique sont largement utilisées dans la préparation physique pour la performance sportive. Comme ils consistent tous deux à soulever des charges importantes, ils doivent être bien exécutés pour éviter les blessures et améliorer la forme physique et les performances. A ce jour, les conseils de coachs expérimentés ou diplômés ou autoproclamés pullulent dans les salles de sport et sur le web, mais très peu s'appuient sur des connaissances scientifiques. Les mêmes instructions techniques sont souvent données à des hommes et des femmes ayant des caractéristiques anthropométriques et des formations différentes. Comme elles ne sont pas individualisées, ces instructions pourraient être au mieux non optimales pour la plupart des athlètes, ne leur permettant pas d'exprimer tout leur potentiel et, au pire, dangereuses et provoquant des blessures. L'objectif central de notre projet est le développement et la validation d'un modèle humain virtuel personnalisé optimisé. D’une part, un modèle mécanique virtuel d’un athlète effectuant un squat a été conçu numériquement et mis en mouvement par le développement d’un algorithme génétique minimisant une fonction de coût. D’autre part, une expérience a été conçue pour mesurer la cinématique du squat d’athlètes expérimentés. Les résultats de la simulation et de l'expérimentation ont ensuite été confrontés, les différences expliquées et les axes d'amélioration répertoriésMore than sports, weightlifting and powerlifting are widely used in fitness/resistance training for sport performance. As they both consist of lifting additional weights they must be well executed to avoid injuries and enhance fitness and performance. To date, pieces of advice from experienced or graduated or self - proclaimed coaches, swarm in gyms and on the web, but very little are based on scientific knowledge. The same technical instructions are often given to men and women with different anthropometry and training history. As they are not individualized, these instructions could be at best suboptimal for most athletes, not enabling them to express their full potential and, at worst, dangerous and causing injuries. The central objective of our project is the development and validation of an optimised personalized virtual human model. On the one hand, a virtual mechanical model of an athlete squatting was numerically designed and set into motion by the development of a genetic algorithm minimizing a cost function. On the other hand, an experiment was designed to measure the squat kinematics of experienced athletes. The results of the simulation and experimentation were then confronted, the differences explained and areas of improvement listed
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Kouyoumdjian, Alexandre. "Sélection de cibles en mouvement : contexte, modèles, et paradigmes d'aide à la sélection." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS606/document.
Full textAbstract:
La sélection de cibles en mouvement a été peu abordée dans la littérature scientifique, car les facteurs qui caractérisent ce mouvement sont nombreux. Si certains modèles tels que la loi de Fitts permettent d’estimer le temps de sélection de cibles statiques, ils en sont incapables pour des cibles mobiles, et l’influence de la nature des mouvements d’une cible sur les performances de sélection reste à déterminer. Nous proposons un état de l’art des techniques de sélection de cibles, dont nous avançons une proposition de taxinomie, ainsi qu’une classification des cibles mobiles et de leurs environnements. Nous avons proposé un modèle de description et de génération de mouvement, et l’avons exploité pour extraire les paramètres de mouvement essentiels de cibles mobiles, afin d’estimer la difficulté de les sélectionner. Ce modèle (VFA) comprend la vitesse(V), la période entre chaque changement de direction et la fréquence (F) correspondante, ainsi que l’amplitude angulaire maximale (A) de ces changements de direction. Le modèle VFA nous a permis de mesurer l’influence de ces paramètres sur les performances de sélection, les impressions subjectives des utilisateurs, et leurs stratégies d’anticipation. Ces résultats ont conduit à rechercher des critères dépendant des paramètres VFA, comme l’aire de l’enveloppe convexe de la trajectoire de la cible sur une période donnée, permettant de prédire les performances de sélection. Nous observons que la distance du modèle de Fitts n’a que peu d’influence sur les performances de sélection de cibles mobiles vives et imprévisibles, et validons notre prédiction des performances de sélection en montrant qu’il est possible de les améliorer en ajustant les tailles des cibles selon la difficulté prédite, ou d’utiliser celle-ci pour biaiser l’heuristique d’une technique de prédiction de l’intention. Nous étudions également l’apport d’une assistance pseudo-haptique ajoutée à une technique de prédiction de l’intention, et observons qu’il dépend du compromis vitesse-précision choisi par l’utilisateur. Nous montrons enfin qu’une technique fondée sur l’ élimination manuelle des distracteurs en parallèle de la prédiction de l’intention permet d’obtenir d’excellentes performances de sélection avec un effort physique très réduit. Ces résultats conduisent à la proposition de recommandations pour la conception de nouvelles techniques de sélection plus adaptées aux cibles mobilesThe selection of moving targets has received little attention in the literature, as the factors that influence motion are numerous and complex. Though models such as Fitts’ Law can estimate selection time for static targets, they fail to do so for moving ones, and the influence of a target’s movements on its associated selection performance remains to be determined. Here we propose a state of the art of moving target selection techniques, a taxonomy thereof, as well as a classification of moving targets and their environments. We propose a model for the description and generation of movement, a use it to extract essential motion parameters from moving targets, in order to estimate their selection difficulty. This model (SFA) includes speed (S), the period between each change in direction and its associated frequency (F), as well as the maximum angular amplitude of these changes (A).Thanks to the SFA model, we measured the influence of these parameters on selection performance, the subjective impressions of users, and their anticipation strategies. These results led us to look for SFA dependent criteria, such as the area of the target’s trajectory’s convex hull over a given period of time, which can predict selection performance. We note that Fitts’s distance has little influence on selection performance for quick, unpredictable moving targets, and validate our estimate of selection performance by showing that this estimate can be used to improve selection performance by adjusting the size of targets accordingly, or by using it to bias an intention prediction heuristic. We also assess the benefits of pseudo-haptic assistance coupled with intention prediction, and show that it depends on the speed accuracy trade-off chosen by a given user. We finally show that a technique based on the manual elimination of distractors running concurrently with intention prediction allows for excellent selection performance, and drastically reduced physical effort. We conclude by offering advice on the design of new selection techniques that would be better suited to moving targets
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Fleury, Cédric. "Modèles de conception pour la collaboration distante en environnements virtuels distribués : de l'architecture aux métaphores." Phd thesis, INSA de Rennes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00765338.
Full textAbstract:
Nos contributions visent à améliorer la collaboration dans les environnements virtuels tant au niveau de l'architecture distribuée qu'au niveau des métaphores de collaboration. Pour garantir que tous les utilisateurs perçoivent le même état de l'environnement virtuel au même moment, nous proposons un premier modèle d'adaptation dynamique de la distribution des données sur le réseau. Nous proposons un deuxième modèle d'architecture logicielle qui sépare les données de l'environnement virtuel de cette partie réseau et des composants spécifiques à chaque utilisateur. Pour permettre à des utilisateurs utilisant des dispositifs matériels différents de collaborer, nous avons défini un troisième modèle qui intègre chaque utilisateur dans l'environnement virtuel en tenant compte de son environnement réel. Dans le cadre du projet ANR Collaviz, ces trois modèles ont permis de mettre en œuvre un framework qui a été utilisé pour réaliser plusieurs expérimentations de collaboration à distance.
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Stevens, Brett. "Physically augmenting reality : human-computer interaction with projection-augmented models." Thesis, University of Portsmouth, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.247495.
Full text
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Chamaret, Damien. "Plate-forme de réalité virtuelle pour l'étude de l'accessibilité et de l'extraction de lampes sur prototype virtuel automobile." Phd thesis, Université d'Angers, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00540899.
Full textAbstract:
Depuis quelques années, la plupart des constructeurs automobiles innovent en faisant appel aux techniques de la réalité virtuelle (RV). Cette approche possède un fort potentiel en termes de gain de temps et de réduction des coûts. Elle permet également d'évaluer de nouvelles approches liées au processus de conception lui-même. Cependant, un certain nombre de verrous technologiques et méthodologiques subsistent. Ils concernent en particulier (i) la simplification et la physicalisation des maquettes numériques issues des logiciels de CAO, (ii) le développement de configurations visuo-haptiques adaptées aux différentes tâches impliquées par le prototypage virtuel, et (iii) l'identification des retours sensoriels les plus pertinents, permettant à l'opérateur d'effectuer ces tâches efficacement. Un ensemble de problématiques soulevées par le service R&D de Valeo Lighting Systems (Angers) nous a conduit à traiter les trois aspects évoqués ci-dessus. Les tâches étudiées sont l'accessibilité, l'extraction et la manipulation de lampes sur prototype virtuel à l'échelle 1:1. Dans le manuscrit, nous commençons par aborder les limites du prototypage réel et les apports liés au prototypage virtuel. Ces apports sont examinés en particulier pour les phases de création et de validation des prototypes. Puis, nous présentons un état de l'art exhaustif des dispositifs d'affichage et des interfaces à retour d'effort, que nous avons classées en fonction de leur architecture mécanique et de leur support de référence. Ensuite, nous traitons la simplification et l'intégration de maquettes virtuelles ainsi que l'intégration du modèle biomécanique de l'opérateur humain. Différentes simulations permettant de valider la méthodologie d'intégration proposée sont décrites. Celles-ci sont basées sur l'utilisation de notre plate-forme de réalité virtuelle. Enfin, nous décrivons une série cohérente et progressive d'expérimentations permettant d'évaluer la pertinence et l'influence de différentes modalités sensorielles (visuelle, sonore, vibro-tactile, et kinesthésique) sur la performance humaine. L'objectif est d'identifier les avantages et inconvénients de ces retours d'information dans différentes configurations matérielles. Les résultats sont analysés via différents indicateurs de performance (temps de réalisation des tâches, précision de placement). Des données subjectives sont également recueillies via l'observation des sujets pendant l'exécution des tâches et à partir de questionnaires.
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Benabbou, Azzeddine. "Génération dynamique de situations critiques en environnements virtuels : dilemme et ambiguïté." Thesis, Compiègne, 2018. http://www.theses.fr/2018COMP2432.
Full textAbstract:
Nos travaux traitent de la génération dynamique de situations critiques en environnements virtuels. Parmi les dimensions qui caractérisent les situations critiques, nous nous intéressons particulièrement aux dilemmes et aux situations ambiguës. L’enjeu informatique de nos travaux consiste à générer automatiquement des dilemmes et des situations ambiguës à partir de modèles qui ne sont pas destinés, à priori, pour décrire ces deux types de situations. Un dilemme est souvent défini comme étant une situation à choix difficile, où l’individu doit choisir entre deux options, ou plus, qui présentent toutes des inconvénients. L’ambiguïté quant à elle, se réfère aux situations qui sont sujettes à plusieurs interprétations. Dans le cadre de nos travaux, nous proposons tout d’abord un modèle formel de ces deux notions en se reposant sur des théories issues des sciences humaines et sociales. A partir de cette formalisation, nous proposons un ensemble d’algorithmes et de techniques de génération qui raisonnent sur des modèles de connaissances—manipulés par les experts du domaine — qui ne sont pas destinés, à priori, pour la description des dilemmes ou des situations ambiguës. Le raisonnement sur ces modèles sémantiques permet d’inférer de nouvelles connaissances. Elles permettent d’identifier les entités (e.g. actions, événements, objets) susceptibles de créer, si combinées ensemble, des situations qui vérifient les propriétés énoncées dans la formalisation des dilemmes et de l’ambiguïtéOur work is related to dynamic generation of critical situations in virtual environments. We focus on two particular types of critical situations: dilemmas and ambiguous situations. The challenge of this work is to generate automatically these situations using models that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. A dilemma is defined as a situation that includes a difficult choice. It refers to a situation where individuals have to choose between two, or more, inconvenient options. Ambiguity refers to situations that can be interpreted in different ways. In the context of this thesis, we propose a formal model for the two notions that is inspired by humanities and social sciences. Using this formalization, we propose a set of algorithms and generation technics that use knowledge models — manipulated by domain experts — that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. The use of these models enables the generation engine to infer new knowledge used to extract the entities (e.g. actions, events, objects) that can potentially produce situations that meet the properties defined in the dilemma and ambiguity formalization. In order to propose a content adapted to each learner, it is necessary to take into consideration the value system of each person in the dilemma generation process. Thus, we propose to operationalize the theory of universal values of Schwartz. Concerning the ambiguity, it is necessary to take into account the level of knowledge of the learner regarding the world variables. Thus, we propose to model the mental representation of the learner. In order to consider the uncertainties in this representation, we propose to use the belief functions theory that is well-suited for this matter
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Duval, Thierry. "Models for design, implementation and deployment of 3D Collaborative Virtual Environments." Habilitation à diriger des recherches, Université Rennes 1, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764830.
Full textAbstract:
This work aims at providing some cues in order to address the essential requirements about the design of 3D Collaborative Virtual Environments (CVE). We have identified six essential topics that must be addressed when designing a CVE. For each of them, we present a state of the art about the solutions that can address this topic, then we show our own contributions: how we improve existing solutions and what are our new propositions. 1 - Choosing a model for the distribution of a CVE We need a distribution model to distribute as efficiently as possible the content of a CVE among all the nodes involved in its execution, including the machines of the distant users. Our proposition is to allow CVE designers to mix in a same CVE the three main distribution models usually encountered: centralized on a server, totally replicated on each site, or distributed according to a hybrid distribution model. 2 - Choosing a model for the synchronization of these nodes To maintain consistency between all the nodes involved in the execution of a CVE, we must choose between a strong synchronization or a relaxed one, or an in-between solution. Our proposition is to manage some temporary relaxation of the synchronization due to network breakdowns, with several synchronization groups of users, making them aware of these network breakdowns, and to allow some shared objects to migrate from one site to another. 3 - Adapting the Virtual Environment to various hardware systems VR applications must be adapted to the software and to the hardware input and output devices that are available at run-time, in order to be able to deploy a CVE onto di fferent kinds of hardware and software. Our solution is the PAC-C3D software architectural model which is able to deal with the three main distribution modes encountered in CVE. 4 - Designing interaction and collaboration in the VE Expressing the interactive and collaborative capabilities of the content of a CVE goes one step beyond geometric modeling, by adding interactive and collaborative features to virtual objects. We propose a unified model of dialog between interactive objects and interaction tools, with an extension to Collada in order to describe interactive and collaborative properties of these interactive objects and interaction tools. 5 - Choosing the best metaphors for collaborative interactions Most of the time single-user interaction tools and metaphors are not adapted to off er effi cient collaboration between users of a CVE. We adapt some of these tools and metaphors to collaborative interactions, and we propose new really collaborative metaphors to enhance real multi-user collaborative interactions, with dedicated collaborative feedback. 6 - Embedding the users' physical workspaces within the CVE Taking into account users' physical workspaces makes it possible to adapt a CVE to the hardware input and output devices of the users, and to make them aware of their physical limitations and of those of the other users, for better interaction and collaboration. We propose the Immersive Interactive Virtual Cabin (IIVC) concept to embed such 3D representations in CVE.
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Silva, Sahra Karolina Gomes e. "Um modelo de avaliacão da percepção de tridimensionalidade para sistemas de realidade virtual estereoscópicos." Universidade de São Paulo, 2016. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100131/tde-09022017-153737/.
Full textAbstract:
Ambientes virtuais tridimensionais imersivos são frequentemente utilizados como apoio às estratégias de treinamento ou educação conduzidas em ambientes reais. Técnicas estereoscópicas como as de anaglifos, obturação e polarização da luz são recursos que oferecem a sensação de imersão nesses ambientes virtuais. É crescente o interesse em pesquisas acerca de como os humanos percebem o espaço e interagem em ambientes virtuais, investigando como componentes de sistemas imersivos afetam a percepção humana. Essa percepção é importante para várias tarefas, como mover objetos e identificar estruturas, que requerem a interpretação e entendimento das informações do espaço. Apesar de tal interesse, não são encontrados na literatura modelos de mensuração de tal percepção. Este cenário constitui um desafio no que concerne à necessidade de criação de modelos para mensurar, independentemente da aplicação, a percepção da tridimensionalidade proporcionada pelas técnicas estereoscópicas citadas. Este projeto de mestrado define, implementa e valida um modelo extensível capaz de avaliar a percepção da tridimensionalidade em sistemas de realidade virtual estereoscópicos no contexto de ambientes que envolvem interação com manipulação de objetos. O escopo da presente pesquisa foi definido mediante a realização de uma Revisão Sistemática, que identificou métodos e parâmetros utilizados na avaliação de ambientes estereoscópicos. Para atingir os objetivos deste trabalho, foram conduzidos experimentos que serviram de base para a definição do modelo. Os resultados dos experimentos indicaram que o modelo elaborado é capaz de compor um veredicto sobre a percepção de tridimensionalidade fornecida por uma técnica, assim como auxiliar na tomada de decisões acerca da utilização de técnicas estereoscópicas em sistemas de RVThree-Dimensional immersive virtual environments are often used as support for training strategies or education conducted in real environments. Stereoscopic techniques such as anaglyph, shutter glasses and polarized glasses can offer a sense of immersion in these virtual environments. There is a growing interest in research how humans perceive space and interact in virtual environments, investigating how components of immersive systems affect different understanding of space in virtual reality systems. This perception is important for various tasks, such as moving objects and identify structures that require interpretation and understanding of space information. This scenario is a challenge regarding the establishment of models to measure, independently of the application, the perception of three-dimensionality provided by the stereoscopic techniques cited. This master project defines and validates an extensible model able to evaluate the three-dimensionality perception in different virtual reality systems with stereoscopy that involves objects manipulation. The scope of this study was defined with a systematic review that identified methods and parameters used to assess stereoscopic environments. To achieve the objectives of this study, experiments was conducted as the basis to define the model. The results of the experiments indicated that the model developed is able to set a verdict about three-dimensionality perception provided by a stereoscopic technique and assist decision-making regarding the use of stereoscopic techniques in VR systems
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Aranda, Avila Fermin, and Hernández-Carrillo José María González. "Strategy to assess workstation ergonomics using virtual models of production." Thesis, Högskolan i Skövde, Institutionen för ingenjörsvetenskap, 2021. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:his:diva-20207.
Full textAbstract:
Background: Work-related musculoskeletal disorders (WRMSD) are a disadvantage for companies both from the health and economics view. To reduce them, workstation ergonomics need to be accounted for. Previous ergonomics assessments involved spreadsheets filled and analysed by ergonomists and were regarded as time and resource-consuming, but recent improvements in virtual reality (VR), motion capture (MoCap) and digital human modeling (DHM) tools have open new options for analyses. Workstation redesign is one of the most common ways to improve working conditions, but a proper strategy that allows recording a sequence of actions using VR and assesses ergonomics is needed. Limitations: The strategy was designed for Simumatik, software for virtual commissioning of workstations that wanted to also consolidate itself as a DHM tool. Simumatik and HTC Vive were used as MoCap system and Ergonomics in production platform (EPP) as the assessment tool. Method: Literature review – prestudies and definition of use cases to test strategy and implement in it - requirements and wishes – strategy development – validation of use cases – evaluation. Results: Compared to manual simulations performed manually in IPS IMMA where the user performs same tasks, the strategy output accuracy of 73.3%. However, there are some misinterpretations to fix within the performance of the strategy that would fairly raise it and make the study more realistic, concerning the use cases studied. These mistakes include the posture prediction of the neck and some minor issues with the performance of the use cases. The number of resources vs. development was also studied and it showed that fixing the minor mistakes would raise accuracy close to 80% in the use cases. Adding a chest tracker could make it close to 100% compared to manual simulations in IPS IMMA. Conclusions: The strategy steps were tested and concluded that worked fine, because of the accuracy reached. However, further development of all the parts concerning the strategy is needed. The aim reached was to achieve rough results that could democratize physical ergonomics assessments.
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El, Jed Mehdi. "Interactions sociales en univers virtuel : Modèles pour une interaction située." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00144856.
Full textAbstract:
La recherche proposée s'intéresse au développement d'un modèle d'interaction sociale capable de prendre en compte, en univers virtuel collaboratif, une partie de la dimension émotionnelle et sociale des interactions humaines.Dans notre approche, chaque utilisateur contrôle son propre avatar (représentation de l'utilisateur dans l'environnement virtuel) et peut prendre des décisions selon ses propres perceptions, son expertise et historique. La problématique de recherche devient donc d'offrir une solution pour maintenir un contexte d'interaction 'riche' lors de la collaboration.
Nous proposons des solutions qui permettent d'enrichir l'interaction sociale en univers virtuel. D'une part, l'interface proposée permet aux interactants d'exploiter leurs références indexicales (par exemple pointer de la main des objets de l'univers, orienter le regard vers une direction, etc.). D'autre part, notre modèle d'interaction sociale permet de produire automatiquement des comportements chez les avatars qui soient pertinents par rapport au contexte de l'interaction (par exemple distribuer le regard vers ses interlocuteurs, regarder les autres avatars en marchant, effectuer des expressions gestuelles en parlant, etc.).
Nous proposons également un modèle émotionnel pour simuler les états internes des personnages virtuels en interaction.
Ces modèles s'intègrent dans une architecture multi-agents capable de fusionner de façon 'réaliste' les actions intentionnelles décidées par l'acteur humain et les comportements non-intentionnels (produits par le modèle d'interaction sociale) comme les gestes, postures, expressions émotionnelles qui dépendent du contexte dans lequel évoluent les avatars.
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Fu, Michael J. "Computational Models and Analyses of Human Motor Performance in Haptic Manipulation." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1301929982.
Full text
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Réau, Manon. "Importance des données inactives dans les modèles : application aux méthodes de criblage virtuel en santé humaine et environnementale." Thesis, Paris, CNAM, 2019. http://www.theses.fr/2019CNAM1251/document.
Full textAbstract:
Le criblage virtuel est utilisé dans la recherche de médicaments et la construction de modèle de prédiction de toxicité. L’application d’un protocole de criblage est précédée par une étape d’évaluation sur une banque de données de référence. La composition des banques d’évaluation est un point critique ; celles-ci opposent généralement des molécules actives à des molécules supposées inactives, faute de publication des données d’inactivité. Les molécules inactives sont néanmoins porteuses d’information. Nous avons donc créé la banque NR-DBIND composée uniquement de molécules actives et inactives expérimentalement validées et dédiées aux récepteurs nucléaires. L’exploitation de la NR-DBIND nous a permis d’étudier l’importance des molécules inactives dans l’évaluation de modèles de docking et dans la construction de modèles de pharmacophores. L’application de protocoles de criblage a permis d’élucider des modes de liaison potentiels de petites molécules sur FXR, NRP-1 et TNF⍺Virtual screening is widely used in early stages of drug discovery and to build toxicity prediction models. Commonly used protocols include an evaluation of the performances of different tools on benchmarking databases before applying them for prospective studies. The content of benchmarking tools is a critical point; most benchmarking databases oppose active data to putative inactive due to the scarcity of published inactive data in the literature. Nonetheless, experimentally validated inactive data also bring information. Therefore, we constructed the NR-DBIND, a database dedicated to nuclear receptors that contains solely experimentally validated active and inactive data. The importance of the integration of inactive data in docking and pharmacophore models construction was evaluated using the NR-DBIND data. Virtual screening protocols were used to resolve the potential binding mode of small molecules on FXR, NRP-1 et TNF⍺
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Guevara, Perez Sonia. "Developpement par éléments finis d'un modèle virtuel personalisable de la mandibule humaine comme un outil de simulation biomécanique en sciences dentaires." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0576.
Full textAbstract:
Les facteurs déterminants des caractéristiques biomécaniques chez la mandibule humaine sont les propriétés des tissues et sa géométrie externe et interne. Des procédures non-invasives pour prédire de façon précise, les contraintes des mandibules soumis aux stress mécaniques sont importantes dans des diverses situations en Odontologie. Les modèles éléments finis (EF), montrent une bonne capacité d’évaluer les relations géométriques, mécaniques et fonctionnelles sur la mandibule. Malgré les progrès récents, la conception de modèles numériques présente encore des limites, liées au manque de connaissances des propriétés mécaniques de tous les tissus, à la conception intégrale du modèles et la possibilité de personnalisation de ceux-ci en tenant compte de la variabilité anatomique, morphologique, physiologique et biologique des individus. Le présent travail vise à définir un modèle d'éléments finis de la mâchoire pouvant être modélisé en fonction des conditions anatomiques et morphologiques particulières d'un individu, de manière à prédire avec précision les réponses mécaniques et biologiques de la mandibule. La définition des paramètres pertinents à l’obtention des modèles de simulation, permettra une évaluation in silico des réponses spécifiques chez les patients aux traitements pratiqués dans le domaine dentaire, en tenant compte de la variabilité morphologique de la mandibule associée aux pertes dentaires. L’objectif de cette recherche est la parameterisation géométrique et mécanique d’un modèle EF d’une mandibule, intégrant les particularités anatomiques d'un individu et permettant de prédire, avec précision, les réponses mécaniques vis-à-vis des traitements dentairesThe determining factors of biomechanical characteristics in the human mandible are the properties of the tissues and its external and internal geometry. Non-invasive procedures to predict accurately the mandible stress and strains under mechanical loads are important in a variety of dental situations. The finite element models shows a good ability to evaluate the geometric, mechanical and functional relations on the mandible. Despite recent advances, the design of numerical models still has limitations: the lack of knowledge of the mechanical properties of all tissues, the integral design of the models and the possibility of personalization of these, taking into account the anatomical, morphological, physiological and biological variability of individuals. The present work aims to define a model of finite elements of the jaw that can be modeled according to the particular anatomical and morphological conditions of an individual, in order to accurately predict the mechanical and biological responses of the mandible against loads or mechanical stimuli that affect them. The definition of the parameters relevant to obtaining the appropriate simulation models will enable an in silico assessment of any specific patient responses to dental treatments, in particular in dental implantology, taking into account the morphological variability of the mandible with dental losses. . The objective of this research is the geometrical and mechanical parametrization of an EF model of a mandible, integrating the anatomical particularities of an individual and allowing predicting with precision, the mechanical responses to dental treatments
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Ringard, Jeremy. "Un modèle de conception dédié à l'interaction collaborative colocalisée." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00645026.
Full textAbstract:
De nos jours, la réalisation d'un projet de grande ampleur implique toujours une notion de travail d'équipe. Depuis plusieurs années, nous assistons donc à une demande croissante en termes d'outils informatiques pour assister les activités collaboratives. Les solutions les plus abouties à ce jour sont les environnements virtuels collaboratifs (CVE). L'utilisation de ces outils reste cependant marginale en raison de la dimension " distante " de la collaboration qu'ils proposent : en situation réelle, les participants sont, dans la plupart des cas, situés au même endroit. Cette situation porte le nom de " colocalisation ". Les grandes structures adoptent une méthode de travail colocalisé appelée " war room " : un espace physique multi-surfaces permettant un travail simultané et non-linéaire. Les travaux présentés dans cette thèse visent à proposer une plateforme matérielle et logicielle plus proche des besoins d'une équipe colocalisée, et focalisée sur le travail de revue de projet autour de maquettes numériques 3D. Après une analyse de la notion d'espace et des comportements sociaux et cognitifs des individus en situation de colocalisation, nous proposons une plateforme informatisée s'inspirant de la dynamique d'une War room. Nous mettons en particulier l'accent sur la diversité des compétences des utilisateurs en implémentant un système de " canaux d'interaction/visualisation " offrant des perceptions hétérogènes du même objet virtuel dans la war room. Ce travail est complété par la définition d'un moyen de transformer une plateforme CVE classique (SPIN|3D) pour la rendre compatible avec le travail en war room. Cette transformation repose notamment sur l'insertion de plusieurs degrés d'abstraction de données dans une architecture que nous appelons MnVO. La plateforme résultante a été mise en application sous la forme de deux prototypes : le premier propose un scenario de collaboration distribuée autour d'une voiture virtuelle. Le second s'appuie sur le système de canaux pour fournir un scénario de revue de projet d'urbanisme.
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FONTANA, Federico. "Physics-based models for the acoustic representation of space in virtual environments." Doctoral thesis, Università degli Studi di Verona, 2003. http://hdl.handle.net/11562/342240.
Full textAbstract:
In questo lavoro sono state affrontate alcune questioni inserite nel tema più generale della rappresentazione di scene e ambienti virtuali in contesti d’interazione uomo-macchina, nei quali la modalità acustica costituisca parte integrante o prevalente dell’informazione complessiva trasmessa dalla macchina all’utilizzatore attraverso un’interfaccia personale multimodale oppure monomodale acustica. Più precisamente è stato preso in esame il problema di come presentare il messaggio audio, in modo tale che lo stesso messaggio fornisca all’utilizzatore un’informazione quanto più precisa e utilizzabile relativamente al contesto rappresentato. Il fine di tutto ciò è riuscire a integrare all’interno di uno scenario virtuale almeno parte dell’informazione acustica che lo stesso utilizzatore, in un contesto stavolta reale, normalmente utilizza per trarre esperienza dal mondo circostante nel suo complesso. Ciò è importante soprattutto quando il focus dell’attenzione, che tipicamente impegna il canale visivo quasi completamente, è volto a un compito specifico.This work deals with the simulation of virtual acoustic spaces using physics-based models. The acoustic space is what we perceive about space using our auditory system. The physical nature of the models means that they will present spatial attributes (such as, for example, shape and size) as a salient feature of their structure, in a way that space will be directly represented and manipulated by means of them.
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Guébert, Christophe. "Suture en chirurgie virtuelle : simulation interactive et modèles hétérogènes." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561061.
Full textAbstract:
La médecine a été une grande motivation dans la recherche en informatique, et nous pensons que la simulation de procédures médicales sera un élément majeur de la médecine du 21e siècle. Pour ces applications, la simulation physique doit être interactive et proposer un comportement et un rendu visuel des objets simulés qui soient réalistes tout en faisant avec un temps de calcul limité. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la simulation du geste chirurgical de la suture, faisant interagir des modèles hétérogènes (rigides, déformables 1D et 3D) dans la reproduction d'un geste complexe. Nous proposons de modéliser ces interactions par des contraintes de complémentarité, avec une méthode générique et une résolution indépendante des types de contraintes utilisées. Cette approche a permis la mise au point de contraintes spécifiques pour créer des modèles d'interaction nouveaux. Ces contraintes ont permis une simulation complète de l'insertion d'aiguille, validée par les mesures expérimentales des travaux antérieurs, qui suit les lois physiques et s'adapte à la manipulation de l'utilisateur. Enfin, une simulation interactive très réaliste a été réalisée pour l'entraînement au geste de suture dans le cadre d'opérations laparoscopiques.
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Falcón, Cisneros Javier Antonio. "Simulación por elementos finitos y validación de un modelo virtual de la columna lumbar humana." Universidad Nacional de Ingeniería. Programa Cybertesis PERÚ, 2008. http://cybertesis.uni.edu.pe/uni/2008/falcon_cj/html/index-frames.html.
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Lala, Divesh. "The design and implementation of dynamic interactive agents in virtual basketball." 京都大学 (Kyoto University), 2015. http://hdl.handle.net/2433/199434.
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Rousset, Elisabeth. "Peinture numérique sur modèles 3D en usage récréatif." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAM008/document.
Full textAbstract:
La création de scènes numériques 3D exerce un attrait important auprès du grand public. Cependant, même si les contraintes matérielles ou financières tendent à disparaître, créer du contenu numérique 3D reste une tâche difficile pour le débutant. Les logiciels de modélisation 3D sont complexes, et nécessitent un apprentissage long qui n'est pas adapté à un usage récréatif. L'objectif des travaux présentés dans ce mémoire est de contribuer à la démocratisation de la création numérique 3D par l'étude et la conception d'interactions homme-machine adaptées aux utilisateurs novices.Nous focalisons sur la tâche de peinture sur modèles 3D. Le problème est analysé selon trois axes : interaction avec le pinceau numérique, navigation dans la scène, et combinaison de la peinture et de la navigation. Nous établissons un état de l'art des différentes techniques de peinture 3D et de navigation 3D ainsi que de leurs possibilités de combinaison. Nous passons également en revue les différents types de dispositifs existant pour la peinture 3D.Nous présentons ensuite nos trois principales contributions. Une première étude expérimentale permet d'évaluer l'influence de l'aspect direct de l'interaction sur la peinture numérique 3D. L'étude révèle que l'interaction directe permet aux participants de produire des lignes de meilleure qualité que l'interaction indirecte. Nous proposons ensuite de nouvelles techniques de rotation autours d'un objet 3D. Leur efficacité est évaluée de manière qualitative et quantitative, et permet de montrer le rôle joué par un nouveau critère que nous introduisons: la surjection. Enfin, nous proposons une étude expérimentale des combinaisons d'interactions de navigation et de peinture 3D. Cette étude nous permet d'identifier une interaction bi-manuelle, au touché et au stylet, comme l'interaction la mieux adaptée pour la peinture de modèles 3D par des utilisateurs novices.Nos travaux, vus en parallèle d'autres efforts qui visent à simplifier les tâches de modélisation, indiquent que la création numérique 3D accessible au plus grand nombre n'est plus une utopieCreating digital 3D scenes is attractive for the general public. However, even if hardware and financial constraints tend to disappear, the creation of 3D content remains a difficult task for novice users. Indeed, 3D modeling software is complex and requires a long learning process that is not suitable for recreational use. The purpose of this work is to contribute to the democratization of digital 3D creation by the study and design of human-computer interactions that are appropriate to novice users.We focus on the 3D painting task: digital painting on 3D models. We analyze the problem according to three axes: stylus interaction, navigation inside the 3D scene, and the combination of both painting and navigation. We first present a state of the art regarding the techniques of 3D painting and 3D navigation as well as their possible combinations. We also survey the existing input devices for 3D painting.We then present our three main contributions. A first experiment allows us to evaluate the effect of the directness of interaction on the 3D painting task. The study reveals that direct interaction leads to the drawing of higher quality line segments than indirect interaction. Next, we propose new interaction techniques for rotating around 3D objects. They are evaluated through another experiment that reveals the importance of a new criterion that we introduce: surjection. Finally, we present an evaluation of various combinations of 3D navigation and 3D painting interaction techniques. This study reveals that a bimanual interaction combining touch and stylus is the most appropriate for digital painting on 3D models by novice users.Our work, considered with other efforts that aim at simplifying 3D modeling, indicates that digital 3D creation for the general public is within reach
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Boucaud, Fabien. "Un agent touchant : modélisation du toucher social dans les interactions humain-agent en environnement immersif." Thesis, Compiègne, 2021. http://www.theses.fr/2021COMP2666.
Full textAbstract:
Malgré la puissance de nos technologies de communication actuelles pour maintenir du contact social dans des situations extrêmes, elles restent insuffisantes pour totalement combler les sentiments de solitude et d'isolement. Le toucher social, est essentiel au bien-être humain, nous permet de développer et raffermir nos liens relationnels et est un puissant canal de communication des émotions. Le présent travail de thèse s'intéresse à la façon dont on peut munir des agents artificiels de capacités de toucher social. Qu'il s'agisse de robots ou de personnages virtuels, ces nouvelles entités sociales sont déjà équipées de nombreuses modalités d'interaction (paroles, gestes, expressions faciales, etc.), et munir ces nouveaux types d’entités sociales de capacités de toucher pourrait améliorer encore leurs capacités émotionnelles et relationnelles. Plus particulièrement, notre principale question de recherche est de déterminer quand et comment toucher u and allowsn humain de manière utile, autonome et respectueuse. A cet effet, nous proposons une structure théorique et une implémentation fonctionnelle d'un agent touchant capable d'interagir dynamiquement avec un humain en temps réel, au sein d'un environnement immersif. En particulier, nous décrivons un module de perception des comportements de l'humain, un modèle de décision qui prenne en compte la cohérence et l'acceptabilité du toucher en contexte, et une interface haptique SOFTLY qui puisse être utilisée en immersion dans un environnement virtuel. Les évaluations de ces développements mettent en lumière les capacités prometteuses de ce framework, ainsi que ses limites actuelles et perspectives d'amélioration pour des travaux futursDespite the current abilities of our communication technologies, they remain unable to completely counterbalance feelings of isolation and loneliness. Social touch is essential to human well-being and allows us to develop and strenghten our relationships. It is also powerful channel of emotional communication. This thesis work is aimed at endowing artificial agents with social touch abilities. Whether they are robotic or virtual artificial agents represent new kinds of social entities and are already equipped with many interactional modalities (speech, gestures, facial expressions, etc.). Endowing them with touching abilities could further enhance their abilities to communicate emotions and to bond with humans. More specifically, our main research question is to determine when and how to touch a human is meaningful, autonomous and respectful way. To answer this question, we propose a theoretical structure and a functional implementation of a touching agent, able to dynamically interact with a human in real-time in an immersive environment. We describe a perception module to detect the human’s behaviour, a decision model able to take coherence and acceptability of touch into account, and a haptic interface (SOFTLY) that can be used in the immersive setup to generate haptic feedback. Evaluations of this framework are discussed and hightlight that its abilities are promising, althought there are still clear avenues of improvement for the model
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Dutton, James Allen. "Developing articulated human models from laser scan data for use as avatars in real time networked virtual environments." Thesis, Monterey, Calif. : Springfield, Va. : Naval Postgraduate School ; Available from National Technical Information Service, 2001. http://handle.dtic.mil/100.2/ADA397086.
Full textAbstract:
Thesis (M.S. in Modeling, Virtual Environments, and Simulation)--Naval Postgraduate School, Sept. 2001.Thesis advisors: Bachmann, Eric ; Yun, Xiaoping. "September 2001." Includes bibliographical references (p. 47-49). Also Available online.
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Zheng, Jianming, and 鄭建明. "VR interfaces for conceptual design using geometric modeling techniques." Thesis, The University of Hong Kong (Pokfulam, Hong Kong), 2000. http://hub.hku.hk/bib/B31241396.
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Zheng, Jianming. "VR interfaces for conceptual design using geometric modeling techniques /." Hong Kong : University of Hong Kong, 2000. http://sunzi.lib.hku.hk/hkuto/record.jsp?B24735978.
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Wang, Zhaoguang. "Interactive project review of deformable parts through haptic interfaces in Virtual Reality." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608499.
Full textAbstract:
Prototypes physiques sont de plus en plus remplacé par des prototypes virtuels dans la mise en {\oe}uvre industrielle de Product Lifecycle Management. L'évaluation de la conception d'une pièce mécanique industrielle déformable joue un rôle important en terme de validation de ses propriétés fonctionnelles. Du point de vue industriel, un modèle déformable formulées par la méthode des éléments finis est habituellement employée. Toutefois, l'emploi du modèle n'est pas simple en temps réel interactions, en particulier lorsque les interfaces haptiques sont introduits dans ces déformation demandes d'évaluation. Récemment, une approche de pré-calcul basé sur la méthode de réduction de modèle a été largement utilisée pour réduire les charges de calcul en temps réel. L'objectif principal de cette thèse est d'étendre l'approche de pré-calcul vers la validation de la conception de pièces mécaniques déformables pour enquêter sur la question de compromis entre l'exactitude de déformation et de la performance interaction. L'idée principale est de concevoir des techniques de traitement hors-ligne de pré-calculs et les interactions en ligne haptique. En particulier, nous développons un système de déformation en temps réel de simulation en proposant une méthode en deux étapes, associant une phase hors-ligne et une phase en ligne. Au cours de la phase hors-ligne, nous calculons la déformation des espaces basée sur l'analyse modale. Le hors-ligne de pré-calculs contribuer à la modélisation d'un modèle de déformation en temps réel sans coût qui convient à des interactions haptiques. En outre, nous proposons une méthode de maillage hors-ligne analyse de pré-calculer les espaces déformation modale en ce qui concerne les scénarios prévus évaluation déformation. Un interrupteur en temps réel entre ces différents espaces est développé de telle sorte que les calculs de déformation en ligne peuvent se concentrer sur les degrés de liberté où sont nécessaires. Au cours de la phase en ligne, nous divisons le processus de déformation en temps réel de calcul en deux modules distincts qui sont mis en {\oe}uvre sur différents processus pour assurer l'exécution interaction en temps réel haptique. Un module est consacré à la tâche de mise haptique, qui est mis en {\oe}uvre par l'extraction d'une sous-matrice de la pré-calculées matrice modale, tout en l'autre module est consacré au calcul de déformation et de la tâche de visualisation. Pour vérifier la méthode proposée dans cette thèse, nous réalisons des expériences d'interaction en interagissant avec les différents modèles avec une complexité croissante. Les résultats expérimentaux montrent que notre méthode peut traiter efficacement la question de compromis, que la modélisation de la déformation est formulée par la méthode des éléments finis qui garantit la précision de déformation. Et d'ailleurs, les calculs lourds de grands systèmes élastiques sont survenus hors ligne qui assurent un modèle de déformation sans coûts d'intervention en temps réel.
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Decker, Summer J. "The Human in 3D: Advanced Morphometric Analysis of High-Resolution Anatomically Accurate Computed Models." Scholar Commons, 2010. http://scholarcommons.usf.edu/etd/3525.
Full textAbstract:
Computed virtual models of anatomical structures are proving to be of increasing value in clinical medicine, education and research. With a variety of fields focused on craniofacial and pelvic anatomy there is a need for accurate anatomical models. Recent technological advancements in computer and medical imaging technologies have provided the tools necessary to develop three-dimensional (3D) functional models of human anatomy for use in medicine (surgical planning and education), forensics and engineering (computer-aided design (CAD) and finite element analysis).
Traditionally caliper methodologies are used in the quantitative analysis of human anatomy. In order for experts in anatomy and morphometrics to accept a transition to 3D volumetric data, it must be first validated as anatomically accurate. The purpose of this project was to create anatomically accurate models of modern human anatomy through the use of 3D medical imaging, such as multislice computed tomography (CT), and 3D computer modeling and reconstruction. This dissertation attempts to validate the models and address current morphometric methodologies with four separate studies. The important results found in these studies were:
1) Medical image data such as computed tomography scans can be used to create high-resolution anatomically accurate 3D models for education and research purposes. These models can be used in morphometric studies through virtual quantitative analyses.
2) 3D virtual models of the human pelvis are 100% accurate in the estimation of sex in the pelvis, which represents an increase in accuracy over current field methods.
3) 3D virtual models of the human skull are 95.1% accurate in estimating sex in the skull, which represents an increase in accuracy over current field methods.
4) 3D models of craniofacial anatomy can be used for soft tissue depth analysis studies and clinical image data is more representative of living individuals.
By testing the imaging and 3D modeling technologies at several levels, we developed new methods for accurately analyzing virtual anatomy for an array of disciplines.
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Malik, Muhammad Usman. "Learning multimodal interaction models in mixed societies A novel focus encoding scheme for addressee detection in multiparty interaction using machine learning algorithms." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMIR18.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche proposés se situe au carrefour de deux domaines de recherche, l'interaction humain-agent et l'apprentissage automatique. L’interaction humain-agent fait référence aux techniques et concepts impliqués dans le développement des agents intelligents, tels que les robots et les agents virtuels, capables d'interagir avec les humains pour atteindre un objectif commun. L’apprentissage automatique, d'autre part, exploite des algorithmes statistiques pour apprendre des modèles de donnée. Les interactions humaines impliquent plusieurs modalités, qui peuvent être verbales comme la parole et le texte, ainsi que les comportements non-verbaux, c'est-à-dire les expressions faciales, le regard, les gestes de la tête et des mains, etc. Afin d'imiter l'interaction humain-humain en temps réel en interaction humain-agent, plusieurs modalités d'interaction peuvent être exploitées. Avec la disponibilité de corpus d'interaction multimodales humain-humain et humain-agent, les techniques d'apprentissage automatique peuvent alors être utilisées pour développer des modèles interdépendants participant à l'interaction humain-agent. À cet égard, nos travaux de recherche proposent des modèles originaux pour la détection de destinataires d'énoncés, le changement de tour de parole et la prédiction du prochain locuteur, et enfin la génération de comportement d'attention visuelle en interaction multipartie. Notre modèle de détection de destinataire prédit le destinataire d'un énoncé lors d'interactions impliquant plus de deux participant. Le problème de détection de destinataires a été traité comme un problème d'apprentissage automatique multiclasse supervisé. Plusieurs algorithmes d'apprentissage ont été entrainés pour développer des modèles de détection de destinataires. Les résultats obtenus montrent que ces propositions sont plus performants qu'un algorithme de référence. Le second modèle que nous proposons concerne le changement de tour de parole et la prédiction du prochain locuteur dans une interaction multipartie. La prédiction du changement de tour est modélisée comme un problème de classification binaire alors que le modèle de prédiction du prochain locuteur est considéré comme un problème de classification multiclasse. Des algorithmes d'apprentissage automatique sont entraînés pour résoudre ces deux problèmes interdépendants. Les résultats montrent que les modèles proposés sont plus performants que les modèles de référence. Enfin, le troisième modèle proposé concerne le problème de génération du comportement d'attention visuelle (CAV) pour les locuteurs et les auditeurs dans une interaction multipartie. Ce modèle est divisé en plusieurs sous-modèles qui sont entraînés par l'apprentissage machine ainsi que par des techniques heuristiques. Les résultats attestent que les systèmes que nous proposons sont plus performants que les modèles de référence développés par des approches aléatoires et à base de règles. Le modèle de génération de comportement CAV proposé est mis en œuvre sous la forme d’une série de quatre modules permettant de créer différents scénarios d’interaction entre plusieurs agents virtuels. Afin de l’évaluer, des vidéos enregistrées pour les modèles de génération de CAV pour les orateurs et les auditeurs, sont présentées à des évaluateurs humains qui évaluent les comportements de référence, le comportement réel issu du corpus et les modèles proposés de CAV sur plusieurs critères de naturalité du comportement. Les résultats montrent que le comportement de CAV généré via le modèle est perçu comme plus naturel que les bases de référence et aussi naturel que le comportement réelHuman -Agent Interaction and Machine learning are two different research domains. Human-agent interaction refers to techniques and concepts involved in developing smart agents, such as robots or virtual agents, capable of seamless interaction with humans, to achieve a common goal. Machine learning, on the other hand, exploits statistical algorithms to learn data patterns. The proposed research work lies at the crossroad of these two research areas. Human interactions involve multiple modalities, which can be verbal such as speech and text, as well as non-verbal i.e. facial expressions, gaze, head and hand gestures, etc. To mimic real-time human-human interaction within human-agent interaction,multiple interaction modalities can be exploited. With the availability of multimodal human-human and human-agent interaction corpora, machine learning techniques can be used to develop various interrelated human-agent interaction models. In this regard, our research work proposes original models for addressee detection, turn change and next speaker prediction, and finally visual focus of attention behaviour generation, in multiparty interaction. Our addressee detection model predicts the addressee of an utterance during interaction involving more than two participants. The addressee detection problem has been tackled as a supervised multiclass machine learning problem. Various machine learning algorithms have been trained to develop addressee detection models. The results achieved show that the proposed addressee detection algorithms outperform a baseline. The second model we propose concerns the turn change and next speaker prediction in multiparty interaction. Turn change prediction is modeled as a binary classification problem whereas the next speaker prediction model is considered as a multiclass classification problem. Machine learning algorithms are trained to solve these two interrelated problems. The results depict that the proposed models outperform baselines. Finally, the third proposed model concerns the visual focus of attention (VFOA) behaviour generation problem for both speakers and listeners in multiparty interaction. This model is divided into various sub-models that are trained via machine learning as well as heuristic techniques. The results testify that our proposed systems yield better performance than the baseline models developed via random and rule-based approaches. The proposed VFOA behavior generation model is currently implemented as a series of four modules to create different interaction scenarios between multiple virtual agents. For the purpose of evaluation, recorded videos for VFOA generation models for speakers and listeners, are presented to users who evaluate the baseline, real VFOA behaviour and proposed VFOA models on the various naturalness criteria. The results show that the VFOA behaviour generated via the proposed VFOA model is perceived more natural than the baselines and as equally natural as real VFOA behaviour
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Dumas, Cédric. "Un modèle d'interaction 3D : Interaction Homme-Machine et Homme-Homme dans les interfaces 3D pour le TCAO Synchrone." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00402247.
Full textAbstract:
Le projet SpIn définit un modèle d'interface tridimensionnelle pour le travail coopératif synchrone. Il s'agit de recréer virtuellement les conditions d'une réunion, en augmentant (par rapport au monde réel) les possibilités des utilisateurs.Dans les réunions de petits groupes médiatisées, nous avons constaté les limites des interfaces 2D habituelles, et des solutions utilisant la vidéo pour établir une coopération. Nos travaux portent sur une nouvelle organisation de l'espace de travail, en trois dimensions. Il a fallu pour cela développer un système d'interaction, des couches les plus basses aux primitives d'interaction de haut niveau, afin de créer un modèle cohérent et complet, permettant d'interagir sur les documents partagés de la réunion, et avec ses interlocuteurs. Ce modèle est composé de règles de conception qui concernent aussi bien les dispositifs d'entrée que de sortie, il est basé sur des évaluations et sur une analyse des problèmes de perception de l'utilisateur face à un environnement 3D virtuel.
A partir de la définition de ces méthodes d'interaction de base du modèle, nous construisons des primitives d'interaction de haut niveau comme les menus 3D. Nous décrivons également nos choix en matière de communication, en tenant compte des paramètres essentiels de la coopération dans une réunion. La représentation des acteurs, sous forme de clones 3D, et des documents se fait dans le même espace, permettant de créer une cohérence visuelle forte de la scène, qui aide les utilisateurs dans la compréhension et la réalisation de leur tâche. Les clones étant entièrement paramétrables, on les anime pour informer un utilisateur sur l'activité de ses interlocuteurs.
Cet ensemble, basé sur la synthèse d'image temps réel et une démarche d'évaluations, forme un outil permettant d'organiser des réunions entre personnes distantes, comme des réunions de bureau d'étude, de la télévente, de l'enseignement à distance, etc.
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Júnior, João Luiz Bernardes. "Modelo abrangente e reconhecimento de gestos com as mãos livres para ambientes 3D." Universidade de São Paulo, 2010. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3141/tde-19012011-114850/.
Full textAbstract:
O principal objetivo deste trabalho é possibilitar o reconhecimento de gestos com as mãos livres, para uso em interação em ambientes 3D, permitindo que gestos sejam selecionados, para cada contexto de interação, dentre um grande conjunto de gestos possíveis. Esse grande conjunto deve aumentar a probabilidade de que se possa selecionar gestos já existentes no domínio de cada aplicação ou com associações lógicas claras com as ações que comandam e, assim, facilitar o aprendizado, memorização e uso dos gestos. Estes são requisitos importantes para aplicações em entretenimento e educação, que são os principais alvos deste trabalho. Propõe-se um modelo de gestos que, baseado em uma abordagem linguística, os divide em três componentes: postura e movimento da mão e local onde se inicia. Combinando números pequenos de cada um destes componentes, este modelo permite a definição de dezenas de milhares de gestos, de diferentes tipos. O reconhecimento de gestos assim modelados é implementado por uma máquina de estados finitos com regras explícitas que combina o reconhecimento de cada um de seus componentes. Essa máquina só utiliza a hipótese que os gestos são segmentados no tempo por posturas conhecidas e nenhuma outra relacionada à forma como cada componente é reconhecido, permitindo seu uso com diferentes algoritmos e em diferentes contextos. Enquanto este modelo e esta máquina de estados são as principais contribuições do trabalho, ele inclui também o desenvolvimento de algoritmos simples mas inéditos para reconhecimento de doze movimentos básicos e de uma grande variedade de posturas usando equipamento bastante acessível e pouca preparação. Inclui ainda um framework modular para reconhecimento de gestos manuais em geral, que também pode ser aplicado a outros domínios e com outros algoritmos. Além disso, testes realizados com usuários levantam diversas questões relativas a essa forma de interação. Mostram também que o sistema satisfaz os requisitos estabelecidos.This work\'s main goal is to make possible the recognition of free hand gestures, for use in interaction in 3D environments, allowing the gestures to be selected, for each interaction context, from a large set of possible gestures. This large set must increase the probability of selecting a gesture which already exists in the application\'s domain or with clear logic association with the actions they command and, thus, to facilitate the learning, memorization and use of these gestures. These requirements are important to entertainment and education applications, this work\'s main targets. A gesture model is proposed that, based on a linguistic approach, divides them in three components: hand posture and movement and the location where it starts. Combining small numbers for each of these components, this model allows the definition of tens of thousands of gestures, of different types. The recognition of gestures so modeled is implemented by a finite state machine with explicit rules which combines the recognition of each of its components. This machine only uses the hypothesis that gestures are segmented in time by known posture, and no other related to the way in which each component is recognized, allowing its use with different algorithms and in different contexts. While this model and this finite state machine are this work\'s main contributions, it also includes the development of simple but novel algorithms for the recognition of twelve basic movements and a large variety of postures requiring highly accessible equipment and little setup. It likewise includes the development of a modular framework for the recognition of hand gestures in general, that may also be applied to other domains and algorithms. Beyond that, tests with users raise several questions about this form of interaction. They also show that the system satisfies the requirements set for it.
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Paillot, Damien. "Gestion de données pour la visualisation de maquettes numériques en environnement virtuel immersif : application au design automobile." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001563.
Full textAbstract:
Les techniques de la réalité virtuelle constituent de nouveaux outils pour les métiers de la conception de produits manufacturés et offrent des gains en terme d'innovation, de temps et d'argent. L'enjeu industriel est l'intégration de ces techniques dans le cycle de conception du produit. Ces techniques doivent ainsi s'interfacer avec les différents corps de métiers et pouvoir être en phase avec le rythme des mises à jour des modèles numériques. La problématique technologique posée est relative à la gestion des données géométriques produites par les bureaux d'études en conception assistée par ordinateur. Ces données sont exhaustives, très nombreuses et ne sont pas manipulables dans un dispositif de réalité virtuelle en raison des contraintes de temps de calcul. Une maquette numérique, possédant une quantité d'informations maîtrisée et dédiée à la réalité virtuelle, est alors nécessaire. Ces travaux ont pour objectif d'apporter des méthodes et outils permettant l'utilisation des techniques de l'immersion virtuelle par les métiers du design automobile. Une chaîne de conversion, simplification et optimisation des données en fonction des critères des métiers du design automobile est proposée pour la création d'une maquette numérique dédiée à l'immersion virtuelle. La gestion en temps réel des données de cette maquette numérique est effectuée en fonction de critères de visualisation de la scène dans un contexte d'immersion virtuelle.
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Hoogendoorn, Corné. "A statistical dynamic cardiac atlas for the virtual physiological human: construction and application." Doctoral thesis, Universitat Pompeu Fabra, 2014. http://hdl.handle.net/10803/132632.
Full textAbstract:
This thesis is centered on the construction of a cardiac atlas to serve as a common reference frame in the Virtual Physiological Human (VPH). The construction covers the entire construction pipeline, starting from a set of 3D+t multislice computed tomography images, then performing a spatial normalization of these images, segmentation of the synthesized mean image, multi-structure meshing, and finally mapping of the mesh back to the population of images. In addition, two applications are presented in this thesis.
First, the atlas is used to frame a spatio-temporal model of cardiac morphology which models the variability along both 'axes' simultaneously. Such a unified approach should be preferable over existing methods, which decouple the two sources of variation and then model them separately, in isolation.
Second, the proposed atlas is applied to develop an acceleration technique for performing personalized simulation of cardiac electrophysiology (EP). The prior knowledge encapsulated in our atlas is used, in conjunction with a numerical solver of cardiac EP, to build a statistical model linking cardiac morphology with the steady states of myocardial cell models that pre condition detailed cardiac EP simulations. This application puts the proposed dynamic cardiac atlas in the context of VPH-related simulations, of which the computational costs are currently greatly in excess of what is acceptable for their adoption in current clinical practice.Esta tesis está centrada en la construcción de un atlas cardiaco, para servir como marco común de referencia en el Virtual Physiological Human (VPH). La construcción consiste en la trayectoria completa, empezando con un conjunto de imágenes 3D+t de tomografía computacional multi-corte, y entonces hacer una normalización espacial de las imágenes, segmentación de la imagen promedio sintetizada, un mallado multi-estructura, y finalmente la transformación de la malla a la población de imágenes. Adicionalmente, la tesis presenta dos aplicaciones del atlas. Primero, el atlas se usa para enmarcar un modelo espacio-temporal de la morfología cardiaca que modela la variación a lo largo de ambos 'ejes' simultáneamente. Tal propuesta debe ser preferible sobre otros m\'etodos existentes, los cuales desacoplan las dos fuentes de variación para modelarlas separadamente, en isolación. Segundo, el atlas está aplicado al desarrollo de una técnica de aceleración para simulaciones personalizadas de electrofisiología (EF) cardiaca. El conocimiento previo encapsulado en nuestro atlas se usa, en conjunto con un solver de EF cardiaca, para construir un modelo estadístico conectando morfología cardiaca con los steady states de modelos celulares del miocardio que precondicionan a simulaciones detalladas de EF cardiaca. Esta aplicación posiciona el propuesto atlas dinámico cardiaco en el contexto de simulaciones relacionadas al VPH, cuyo costo computacional actual está en gran exceso de lo aceptable para su adopción en la práctica clínica de hoy en día.
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Courgeon, Matthieu. "Marc : modèles informatiques des émotions et de leurs expressions faciales pour l’interaction Homme-machine affective temps réel." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112255/document.
Full textAbstract:
Les émotions et leurs expressions par des agents virtuels sont deux enjeux importants pour les interfaces homme-machine affectives à venir. En effet, les évolutions récentes des travaux en psychologie des émotions, ainsi que la progression des techniques de l’informatique graphique, permettent aujourd’hui d’animer des personnages virtuels réalistes et capables d’exprimer leurs émotions via de nombreuses modalités. Si plusieurs systèmes d’agents virtuels existent, ils restent encore limités par la diversité des modèles d’émotions utilisés, par leur niveau de réalisme, et par leurs capacités d’interaction temps réel. Dans nos recherches, nous nous intéressons aux agents virtuels capables d’exprimer des émotions via leurs expressions faciales en situation d’interaction avec l’utilisateur. Nos travaux posent de nombreuses questions scientifiques et ouvrent sur les problématiques suivantes : Comment modéliser les émotions en informatique en se basant sur les différentes approches des émotions en psychologie ? Quel niveau de réalisme visuel de l’agent est nécessaire pour permettre une bonne expressivité émotionnelle ? Comment permettre l’interaction temps réel avec un agent virtuel ? Comment évaluer l’impact des émotions exprimées par l’agent virtuel sur l’utilisateur ? A partir de ces problématiques, nous avons axé nos travaux sur la modélisation informatique des émotions et sur leurs expressions faciales par un personnage virtuel réaliste. En effet, les expressions faciales sont une modalité privilégiée de la communication émotionnelle. Notre objectif principal est de contribuer l’amélioration de l’interaction entre l’utilisateur et un agent virtuel expressif. Nos études ont donc pour objectif de mettre en lumière les avantages et les inconvénients des différentes approches des émotions ainsi que des méthodes graphiques étudiées. Nous avons travaillé selon deux axes de recherches complémentaires. D’une part, nous avons exploré différentes approches des émotions (catégorielle, dimensionnelle, cognitive, et sociale). Pour chacune de ces approches, nous proposons un modèle informatique et une méthode d’animation faciale temps réel associée. Notre second axe de recherche porte sur l’apport du réalisme visuel et du niveau de détail graphique à l’expressivité de l’agent. Cet axe est complémentaire au premier, car un plus grand niveau de détail visuel pourrait permettre de mieux refléter la complexité du modèle émotionnel informatique utilisé. Les travaux que nous avons effectués selon ces deux axes ont été évalués par des études perceptives menées sur des utilisateurs.La combinaison de ces deux axes de recherche est rare dans les systèmes d’agents virtuels expressifs existants. Ainsi, nos travaux ouvrent des perspectives pour l’amélioration de la conception d’agents virtuels expressifs et de la qualité de l’interaction homme machine basée sur les agents virtuels expressifs interactifs. L’ensemble des logiciels que nous avons conçus forme notre plateforme d’agents virtuels MARC (Multimodal Affective and Reactive Characters). MARC a été utilisée dans des applications de natures diverses : jeu, intelligence ambiante, réalité virtuelle, applications thérapeutiques, performances artistiques, etcEmotions and their expressions by virtual characters are two important issues for future affective human-machine interfaces. Recent advances in psychology of emotions as well as recent progress in computer graphics allow us to animate virtual characters that are capable of expressing emotions in a realistic way through various modalities. Existing virtual agent systems are often limited in terms of underlying emotional models, visual realism, and real-time interaction capabilities. In our research, we focus on virtual agents capable of expressing emotions through facial expressions while interacting with the user. Our work raises several issues: How can we design computational models of emotions inspired by the different approaches to emotion in Psychology? What is the level of visual realism required for the agent to express emotions? How can we enable real-time interaction with a virtual agent? How can we evaluate the impact on the user of the emotions expressed by the virtual agent? Our work focuses on computational modeling of emotions inspired by psychological theories of emotion and emotional facial expressions by a realistic virtual character. Facial expressions are known to be a privileged emotional communication modality. Our main goal is to contribute to the improvement of the interaction between a user and an expressive virtual agent. For this purpose, our research highlights the pros and cons of different approaches to emotions and different computer graphics techniques. We worked in two complementary directions. First, we explored different approaches to emotions (categorical, dimensional, cognitive, and social). For each of these approaches, a computational model has been designed together with a method for real-time facial animation. Our second line of research focuses on the contribution of visual realism and the level of graphic detail of the expressiveness of the agent. This axis is complementary to the first one, because a greater level of visual detail could contribute to a better expression of the complexity of the underlying computational model of emotion. Our work along these two lines was evaluated by several user-based perceptual studies. The combination of these two lines of research is seldom in existing expressive virtual agents systems. Our work opens future directions for improving human-computer interaction based on expressive and interactive virtual agents. The software modules that we have designed are integrated into our platform MARC (Multimodal Affective and Reactive Characters). MARC has been used in various kinds of applications: games, ubiquitous intelligence, virtual reality, therapeutic applications, performance art, etc
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Mendes, Nilton Paulo Raimundo. "Modelo virtual exploratório: proposta de uma ferramenta de vendas para o mercado imobiliário residencial." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3146/tde-19112012-094310/.
Full textAbstract:
Analisando-se os ambientes comerciais do setor imobiliário, pode-se verificar a presença frequente de maquetes que hoje fazem parte dos estandes de vendas dos edifícios. As maquetes são peças frágeis, de custo elevado, considerável prazo de execução e têm pequena vida útil, sendo usualmente descartadas no desmonte do estande de vendas. Nos estandes de vendas pode-se encontrar também o apartamento modelo decorado, com custos ainda mais elevados. É nesse ambiente que o MVE (Modelo Virtual Exploratório) se torna importante para os setores da construção e imobiliário, cujos mercados são cada vez mais competitivos, onde há a real necessidade da diminuição dos custos, da diminuição dos prazos de execução e do aumento da qualidade dos produtos. Por se tratar de um importante tema de pesquisa científica, este trabalho propôs o desenvolvimento do MVE para venda imobiliária residencial. O MVE foi modelado com um programa CAD (Computer-Aided Design) / BIM (Building Information Modeling) que se mostrou adequado às exigências levantadas na pesquisa. Avaliou-se o MVE através de estudos de caso em empreendimentos imobiliários reais, com corretores e clientes. Os resultados obtidos mostraram que o MVE pode ser desenvolvido com custo e prazo muito inferiores aos da maquete ou apartamento modelo e que tem grande aceitação tanto pelos profissionais de vendas quanto pelos clientes de empreendimentos imobiliários.Examining the business environment of the real estate sector, it can be verified the large number of architectural mockups that today are part of real estate points-of-sale. Mockups are fragile, expensive, take considerable time to be made and have a short life span, as they are discarded when the sales booth is decommissioned. In the sales booths, it is also possible to find full size furnished mock-up flats, with even higher costs. In this environment, the MVE (Exploratory Virtual Model) becomes important for the construction and real estate industries, whose markets are increasingly competitive, where there is a real need to reduce costs, to decrease in execution times and to increase product quality. As it is an important topic of scientific research, this paper proposes the MVE development for selling residential real estate property. The MVE was modeled with a CAD (Computer-Aided Design) / BIM (Building Information Modeling) tool which proved adequate to meet requirements raised in the survey. The MVE was evaluated through case studies in real estate ventures with brokers and customers. Results show that MVE can be developed with much lower cost and in shorter time than the architectural mockup or the mock-up flat and that it has very well accepted both by real estate sales professionals and clients.
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Barot, Camille. "Scénarisation d'environnements virtuels : vers un équilibre entre contrôle, cohérence et adaptabilité." Phd thesis, Université de Technologie de Compiègne, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00980537.
Full textAbstract:
Ces travaux visent à fournir un système de scénarisation d'environnements virtuels assurant à la fois la liberté d'action de l'utilisateur, l'ampleur, le caractère dynamique et l'efficacité du contrôle exercé sur le scénario, la cohérence des comportements présentés et l'adaptabilité du système. Nous proposons SELDON, un modèle basé sur le contrôle centralisé et indirect d'une simulation émergente. Le contenu scénaristique y est représenté par des modèles du domaine et de l'activité dans les langages DOMAIN-DL et ACTIVITY-DL. L'environnement est peuplé de personnages virtuels autonomes et l'utilisateur y est libre de ses actions. La scénarisation est réalisée en deux étapes : des objectifs dynamiques sont déterminés à partir de l'activité de l'utilisateur, puis un scénario est généré en fonction de ces objectifs et exécuté au travers d'ajustements sur la simulation. Le moteur DIRECTOR permet de générer et de réaliser ce scénario. DIRECTOR utilise les modèles qui sous-tendent la simulation pour prédire son évolution, et guide cette évolution au travers d'un ensemble d'ajustements indirects, qui influencent les réactions des systèmes techniques et les prises de décision des personnages. Il utilise un moteur de planification pour générer des scénarios composés d'étapes de prédiction, dont il suit la réalisation dans la simulation, et d'ajustements, qu'il déclenche. Les objectifs scénaristiques pris en compte sont à la fois dynamiques, au travers de situations prescrites et proscrites et de contraintes sur les propriétés globales du scénario, et statiques, sous la forme d'espaces de scénario représentés en CAUSALITY-DL.
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Otmane, Samir. "Modèles et techniques logicielles pour l'assistance à l'interaction et à la collaboration en réalité mixte." Habilitation à diriger des recherches, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621248.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire est présentée une synthèse d'une dizaine d'années de travaux de recherche. Tous ces travaux ont un point en commun : l'assistance et deux problématiques : l'interaction et la collaboration pour utiliser ou simuler des systèmes complexes. Ces systèmes complexes peuvent être soit artificiels (cas de la robotique/télérobotique et de télétravail collaboratif) ou bien issus du vivant (cas de la simulation en biologie moléculaire). Ma recherche a consisté à étudier à la fois deux domaines de recherche qui sont la Réalité Mixte (RM) et le Travail Collaboratif (TC). Dans le domaine de la RM, les recherches sont focalisées sur l'assistance à l'interaction 3D dans des environnements qui peuvent être réels-augmentés ou virtuels, utilisant ou simulant des systèmes complexes. Ces derniers peuvent être artificiels (cas de l'interaction-homme-robot distant en réalité augmentée) ou issus du vivant (cas de l'interaction-homme-molécule en réalité virtuelle). Dans le domaine du TC, les recherches sont centrées sur l'assistance à la collaboration des utilisateurs. Ces derniers peuvent être soit en situation de télétravail avec des systèmes complexes artificiels (cas de la téléopération de robots en réalité mixte) ou encore en situation de travail dans un environnement virtuel commun (complètement simulé par ordinateur). Dans le contexte de l'assistance à l'interaction 3D, une réflexion particulière est menée sur la façon dont on peut aider l'Homme à interagir (naviguer, sélectionner, manipuler et contrôler l'application) d'une manière efficace et crédible avec son environnement. Cette réflexion nous a conduits à proposer des modèles et des techniques logicielles pour l'assistance à l'interaction 3D en réalité mixte. Dans le contexte de l'assistance à la collaboration, une attention particulière est accordée à la manière dont on peut structurer, organiser, gérer et assister une activité de collaboration. Cela nous a permis de proposer des formalismes et des modèles permettant d'assister une activité de collaboration (communication, coordination et production). Ces recherches menées conjointement dans chacun des deux domaines ont favorisé l'émergence des fondements de l'interaction collaborative en réalité mixte. En effet, l'étude des collecticiels (logiciels de collaboration sous l'angle du travail collaboratif) fournit les concepts de base que doit respecter un système de collaboration. Alors que l'étude des interactions en réalité mixte propose quant à elle des métaphores/techniques d'interaction 3D et des interfaces sensorimotrices (auditive, visuelle et haptique) dans le but d'améliorer le sentiment d'immersion des utilisateurs. Ce couplage de concepts interdisciplinaires (interaction en RM & collaboration du point de vue du TC) est très intéressant du fait de leurs interdépendances. En effet, pour collaborer, on a besoin d'interagir et pour interagir ensemble on a besoin de collaborer. Notre démarche de recherche propose donc de tirer partie de la manière la plus efficace possible des avancées scientifiques et technologiques issues des deux domaines de recherche afin de proposer des modèles permettant la conception de nouveaux systèmes d'assistance à l'interaction collaborative en réalité mixte.
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Carpentier, Kévin. "Scénarisation personnalisée dynamique dans les environnements virtuels pour la formation." Thesis, Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2169/document.
Full textAbstract:
Nos travaux portent sur la scénarisation dans les environnements virtuels pour la formation. Nous nous intéressons particulièrement à la formation dans des environnements sociotechniques complexes comme par exemple la gestion des risques. Dans ces environnements, la variabilité des situations que les opérateurs peuvent rencontrer rend difficile la mise en place d'une formation exhaustive. Il est pourtant crucial d'offrir les moyens permettant l'entrainement à ces situations et les environnements virtuels peuvent apporter des solutions efficaces. En effet, ils peuvent offrir une grande liberté d'action et permettre un apprentissage de type essai-erreur. Le contrôle pédagogique de ces environnements peut alors permettre de personnaliser et d’adapter les contenus à chaque apprenant. Cependant, il est difficile pour les concepteurs d'environnements virtuels d'imaginer, de concevoir et décrire toutes les séquences d'actions et d'événements menant aux situations d'intérêt tout en autorisant une grande liberté d'action pour les apprenants. L'approche de description exhaustive se révèle trop coûteuse, voire vouée à l'échec. Pour palier au goulet d'étranglement de l'écriture et du codage des contenus, nous proposons de générer dynamiquement l'enchainement des situations d'apprentissage au sein d'une simulation. L'architecture TAILOR que nous proposons permet la scénarisation dynamique de chaque session d'apprentissage, en accord avec un modèle du parcours d'apprentissage, en utilisant des modèles à base de connaissances. Pour cela, nous avons tout d'abord proposé le langage \textsc{World-DL} permettant de produire du contenu scénaristique reconfigurable, adaptable et générique pour des environnements virtuels pour la formation. Ce langage permet à la fois de décrire le modèle du monde, les objectifs scénaristiques ainsi que de maintenir la base de connaissances liée à la simulation.Afin de ne pas s'appuyer sur une élicitation du domaine d'apprentissage, nous avons proposé un modèle de l'apprenant opérationnalisant la théorie de la Zone Proximale de Développement. Celui-ci repose sur un espace vectoriel de classes de situation auxquelles sont associées des valeurs de croyance sur la capacité de l'apprenant à gérer les situations qu'elles décrivent. La scénarisation que nous proposons est essentiellement intra-diégétique : elle s'intègre au monde simulé par l'environnement virtuel. Pour cela, nous proposons une méthode de génération dynamique et adaptative de situations d'apprentissage s'appuyant sur des modèles de l'activité et de la causalité inspirés d'analyses ergonomiques. Par ailleurs, les situations d'apprentissage générées sont articulées sous la forme d'une fiction grâce au processus de diégétisation inspiré du courant structuraliste de la sémiologie. Les travaux sur l'architecture TAILOR ont donné naissance au moteur du même nom au sein de la plateforme logicielle HUMANS. L'approche a été appliquée dans un environnement virtuel pour la formation des assembleurs en aéronautiqueThis work addresses the issues of the specification of the scenario in virtual environment for training. We especially address adult lifelong training in complex domains where technical systems are difficult to apprehend and human factors are critical. Workers have to be trained to react to a wide range of situations. Virtual environment can provide this kind of training by offering them the possibility to experiment different behavior in a situation. Yet to foster learning, such environment should provide a wide range of appealing scenarios adapted to learners’ need. The design and the production of all possible scenarios and of all their adaptations is a tedious task. It requires designers to imagine and describe every possible sequence of events which leads to interesting learning situation. Such a descriptive approach conflicts with the need for a smoother production process.To tackle the authoring bottleneck, we propose the TAILOR architecture to dynamically generate sequences of learning situations in a simulation. It takes into account a learner profile and expert knowledge informed in semantic models. We used a space of classes of situations coupled with a belief model to represent the Zone of Proximal Development of a learner. Each point of the space images the ability of the learner to handle a kind of situation. As we are essentially dealing with intra-diegetic orchestration, i.e. what is happening in the world depicted by the simulation, we propose to use expert model of the domain. We distinguished three kind of knowledge: world knowledge, activity knowledge and causality knowledge. They are used at runtime to procedurally generate a learning situation which will enlarge the Zone of Proximal Development of the learner.To this end, we design the WORLD-DL language to author scenario content for virtual environment for training in a reconfigurable, adaptable and generic way through an ontological representation. This language is used both to describe scenario objectives and to maintain a knowledge-based world state. Moreover, we operationalize structuralist view of narrative to build a story upon generated learning situation through an automated diegetization process. This process relies on abstract story model describe in the ontological metamodel DIEGETIC.This work have been implemented in the TAILOR engine used in the HUMANS platform. It was used both for aeronautic assembly virtual training and for baby sitter virtual training
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Vella, Frédéric. "Modèles psychophysiques d'atteintes de cibles pour les personnes souffrant de troubles neuromusculaires." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00423539.
Full textAbstract:
Des études sur des personnes valides montrent que la saisie est plus rapide sur un clavier physique de type AZERTY (75 mots par minute) plutôt que sur un clavier virtuel de type AZERTY par désignation (25 mots par minute). Cette réduction de vitesse est aussi observée lors d'activités de saisie par des personnes handicapées avec le clavier ambigu UKO. Au contraire, d'autres travaux ont montré l'apport de l'optimisation de l'agencement spatial des touches pour la saisie, en situation de mobilité pour le clavier OPTI et le clavier Metropolis et en situation de bureau pour le clavier GAG.Ainsi, pour comprendre et qualifier ces troubles moteurs, nous avons besoin d'étudier les activités motrices en situation en appliquant la loi de psychomotricité.
Cette étude a un double enjeu (intérêt théorique et technologique) : la compréhension des troubles moteurs et la conception des systèmes de suppléance (tels que les claviers virtuels) fondés sur des techniques d'interaction de pointage.
L'objectif est de proposer une modélisation des performances motrices (et perceptives à termes) de notre population d'étude pour prédire le temps de déplacement et de recherche de cibles. Pour atteindre cet objectif, nous avons étudié l'atteinte de cibles à 1 dimension. Ces modèles sont ensuite appliqués à l'étude de l'utilisabilité d'un clavier logiciel.
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Carreno, Medrano Pamela. "Analyse et synthèse de mouvements théâtraux expressifs." Thesis, Lorient, 2016. http://www.theses.fr/2016LORIS424/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l’analyse et la génération de mouvements expressifs pour des personnages humains virtuels. Sur la base de résultats d’état de l’art issus de trois domaines de recherche différents (la perception des émotions et du mouvement biologique, la reconnaissance automatique des émotions et l’animation de personnages), une représentation en faible dimension des mouvements a été proposée. Cette représentation est constituée de trajectoires spatio- temporelles des extrémités des chaînes articulées (tête, mains et pieds) et du pelvis. Nous avons soutenu que cette représentation est à la fois appropriée et suffisante pour caractériser le contenu expressif du mouvement humain et pour contrôler la génération de mouvements corporels expressifs. Pour étayer ces affirmations, cette thèse propose : i.) Une nouvelle base de données de mouvements capturés. Cette base de données a été inspirée par la théorie du théâtre physique et contient des exemples de différentes catégories de mouvements (à savoir des mouvements périodiques, des mouvements fonctionnels, des mouvements spontanés et des séquences de mouvements théâtraux), produit avec des états émotionnels distincts (joie, tristesse, détente, stress et neutre) et interprétés par plusieurs acteurs. ii.) Une étude perceptuelle et une approche basée classification automatique conçus pour évaluer qualitativement et quantitativement la quantité d’information liée aux émotions encore véhiculée et codée dans la représentation proposée. Nous avons observé que, bien que de légères différences dans la performance aient été trouvées par rapport à la situation dans laquelle le corps entier a été utilisé, notre représentation conserve la plupart des qualités de mouvements liées à l’expression de l’affect et d’émotions. iii.) Un système de synthèse de mouvement capable : (a) de reconstruire des mouvements du corps entier à partir de la représentation à faible dimension proposée, (b) de produire de nouvelles trajectoires extrémités expressives (incluant la trajectoire du pelvis). Une évaluation quantitative et qualitative des mouvements du corps entier générés montre que ces mouvements sont aussi expressifs que les mouvements enregistrés à partir d’acteurs humainsThis thesis addresses the analysis and generation of expressive movements for virtual human characters. Based on previous results from three different research areas (perception of emotions and biological motion, automatic recognition of affect and computer character animation), a low-dimensional motion representation is proposed. This representation consists of the spatio-temporal trajectories of end-effectors (i.e., head, hands and feet) and pelvis. We have argued that this representation is both suitable and sufficient for characterizing the underlying expressive content in human motion and for controlling the generation of expressive whole-body movements. In order to prove these claims, this thesis proposes: i.) A new motion capture database inspired by physical theater theory. This database contains examples from different motion classes (i.e., periodic movements, functional behaviors, spontaneous motions, and theater-inspired motion sequences) and distinct emotional states (happiness, sadness, relaxedness, stress and neutral) performed by several actors. ii.) A user study and automatic classification framework de- signed to qualitatively and quantitatively assess the amount of emotion-related information conveyed and encoded in the proposed representation. We have observed that although slight differences in performance were found with respect to the cases in which the entire body was used, our proposed representation preserves most of the motion cues salient to the expression of affect and emotions. iii.) A simple motion synthesis system able to capable of: a) reconstructing whole-body movements from the proposed low-dimensional representation, and b) producing novel end- effector (and pelvis) expressive trajectories. A quantitative and qualitative evaluation of the generated whole body motions shows that these motions are as expressive as the movements recorded from human actors
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Amini, Reza. "Learning Data-Driven Models of Non-Verbal Behaviors for Building Rapport Using an Intelligent Virtual Agent." FIU Digital Commons, 2015. http://digitalcommons.fiu.edu/etd/1765.
Full textAbstract:
There is a growing societal need to address the increasing prevalence of behavioral health issues, such as obesity, alcohol or drug use, and general lack of treatment adherence for a variety of health problems. The statistics, worldwide and in the USA, are daunting. Excessive alcohol use is the third leading preventable cause of death in the United States (with 79,000 deaths annually), and is responsible for a wide range of health and social problems. On the positive side though, these behavioral health issues (and associated possible diseases) can often be prevented with relatively simple lifestyle changes, such as losing weight with a diet and/or physical exercise, or learning how to reduce alcohol consumption. Medicine has therefore started to move toward finding ways of preventively promoting wellness, rather than solely treating already established illness.
Evidence-based patient-centered Brief Motivational Interviewing (BMI) interven- tions have been found particularly effective in helping people find intrinsic motivation to change problem behaviors after short counseling sessions, and to maintain healthy lifestyles over the long-term. Lack of locally available personnel well-trained in BMI, however, often limits access to successful interventions for people in need. To fill this accessibility gap, Computer-Based Interventions (CBIs) have started to emerge.
Success of the CBIs, however, critically relies on insuring engagement and retention of CBI users so that they remain motivated to use these systems and come back to use them over the long term as necessary.
Because of their text-only interfaces, current CBIs can therefore only express limited empathy and rapport, which are the most important factors of health interventions. Fortunately, in the last decade, computer science research has progressed in the design of simulated human characters with anthropomorphic communicative abilities. Virtual characters interact using humans’ innate communication modalities, such as facial expressions, body language, speech, and natural language understanding. By advancing research in Artificial Intelligence (AI), we can improve the ability of artificial agents to help us solve CBI problems.
To facilitate successful communication and social interaction between artificial agents and human partners, it is essential that aspects of human social behavior, especially empathy and rapport, be considered when designing human-computer interfaces. Hence, the goal of the present dissertation is to provide a computational model of rapport to enhance an artificial agent’s social behavior, and to provide an experimental tool for the psychological theories shaping the model. Parts of this thesis were already published in [LYL+12, AYL12, AL13, ALYR13, LAYR13, YALR13, ALY14].
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Allaoui, Ali. "Introduction de processus de conception pour la modélisation interactive de modèles physiques particulaires 3D complexes dans l'environnement MIMESIS." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00780244.
Full textAbstract:
Le modèle physique masses-interactions pour la synthèse du mouvement visuel ou la modélisation de scènes virtuelles animées interactives, et en particulier le formalisme CORDIS-ANIMA généralisant son principe grâce à son haut degré de modularité, est aujourd'hui apprécié pour la qualité et la très grande variété de phénomènes qu'il permet d'obtenir. Cependant, cette richesse ne peut être utilisée dans toute sa complexité sans un outil de conception de modèles qui le met au centre du processus de création, et qui ouvre au maximum les possibilités tout en respectant ses principes. Pour cela, l'environnement de modélisation - constitué de tous les moyens donnés à l'utilisateur pour construire, paramétrer, habiller et simuler un réseau CORDIS-ANIMA - est déterminant dans les possibilités créatrices de l'utilisateur. Partant des outils précédents de modélisation, notre travail consiste à les étendre par des fonctionnalités évoluées permettant de franchir un saut qualitatif vers la création de modèles complexes. Pour ce faire, nous nous sommes appuyés sur l'organisation du processus de modélisation physique modulaire en 5 phases: préstructuration qualitative, préstructuration quantitative, conditions initiales, habillage pour le rendu visuel, et simulation. Pour chacune des quatre premières phases, nous avons été amenés à examiner trois types de fonctionnalités critiques dans la modélisation physique : 1. Proposer deux styles de représentations complémentaires pour la conception et la manipulation de modèles - la représentation langagière et la représentation graphique - de manière à tirer parti des avantages de chacune, ainsi que de leur combinaison. Ce point est essentiel dans la manipulation de réseaux CORDIS-ANIMA très complexes. 2. Proposer des fonctionnalités permettant de franchir un pas dans la spécification des conditions initiales, phase critique dans la modélisation physique. Nous proposons en particulier des fonctionnalités pour la transformation au sein du système masses-interactions de propriétés spatiales en provenance de modeleurs orientés géométrie. Ce point pose la question plus générale de la compatibilité entre modélisation de propriétés géométriques et de propriétés physiques. 3. Etendre les possibilités de modélisation en permettant l'intégration de la modification paramétrique en ligne, autre point critique pour la modélisation physique, puisqu'il permet d'introduire des modifications non linéaires en ligne. Ces nouvelles fonctionnalités sont à la base du nouvel outil MIMESIS V, et tracent une voie vers un outil interactif complet pour la modélisation physique particulaire masses-interactions.
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Cavalhieri, Marcos Antonio. "Modelo comportamental baseado em crenças e teoria Bayesiana para simulações de vida artificial com humanos virtuais." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-18052006-013118/.
Full textAbstract:
O trabalho reúne características relacionadas aos escopos de pesquisa de Vida e Inteligência Artificial, Ciência Cognitiva, e Realidade Virtual. O objetivo primordial é a concepção de um modelo de comportamento autônomo e adaptativo que permita a interação do personagem virtual num ambiente, mesmo dispondo de informações incertas e vagas. Sob esse intuito o projeto desenvolve a conciliação de recursos para tratarem a idéia de racionalizar sobre tais incertezas, promovendo assim, a capacidade de agir assumindo-se alguns riscos decorrentes desse caráter inexato. Por conseqüência, os humanos virtuais são capazes de observarem o ambiente no qual se situam, apresentarem representações internas e racionalizadas dessas informações incertas, que no trabalho são levantadas como crenças, e ainda tomarem decisões baseadas nessas informações. Através do processo de decisão o personagem é capaz de reavaliar as suas crenças; implicando em um comportamento maduro em decorrência dos procedimentos usados para deliberar e realizar ações em um ambiente virtual.This work puts together features related to the research areas of Artificial Life, Artificial Intelligence, Cognitive Science and Virtual Reality. The main goal of this work is the conception of an adaptive and autonomous behavior model which alows the interaction, even with uncertain information, between a virtual character and an environment. Therefore, resources are organized to be handled rationally with uncertainties, thus, the ability to act assuming some risks of this inexact aspect are granted. The results enable the virtual humans to observe their environment, to present internal and rationalized representations of this uncertain information, represented in this work as beliefs, and taking decisions based on this information. Through the decision process, the character can re-evaluate its beliefs; which imply in a mature behavior, as a consequence of how procedures are used to deliberate and to perform actions in a virtual environment.
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Torres, Jorge Alberto Rangel. "Uma arquitetura para animar agentes autônomos em ambientes virtuais usando o modelo BDI." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2004. http://hdl.handle.net/10183/90427.
Full textAbstract:
Humanos virtuais são modelos computacionais de pessoas. Se necessário, podem apresentar uma aparência bastante realista, baseada em princípios fisiológicos e biomecânicos. Além disso, são capazes de comportar-se de forma autônoma e inteligente em ambientes dinâmicos, podendo apresentar até mesmo individualidade e personalidade. Humanos virtuais podem ser utilizados como atores sintéticos. Tais atores têm sido usados em uma série de aplicações com a finalidade de simular a presença de atores reais. A indústria de jogos por computador requer personagens que sejam capazes de reagir apropriadamente a eventos e circunstâncias inesperadas, e até mesmo de alterar o progresso do jogo com seus cursos de ação autônomos. Um modo natural para desenvolver tais personagens prevê o uso de técnicas de inteligência artificial, em particular aquelas relacionadas às áreas de agentes autônomos e sistemas multiagentes. Neste trabalho, propõese o uso do modelo BDI (Belief-Desire-Intention) para modelar agentes cognitivos, com a finalidade de implementar personagens animados. O modelo BDI é uma abordagem bastante conhecida e bem sucedida para o desenvolvimento de agentes autônomos em sistemas multiagentes. Trata-se de uma arquitetura poderosa para sistemas dinâmicos e complexos, nos quais agentes podem precisar agir sob informação incompleta e incorreta sobre o seu ambiente e os outros habitantes. Esta dissertação reúne um modelo articulado para animação de personagens, o qual requer a especificação de movimento em cada junta individualmente, e um interpretador para AgentSpeak(L), uma linguagem de programação orientada a agentes que implementa a arquitetura BDI. Foi desenvolvida uma interface que permite que o sistema de raciocínio de um agente, baseado em BDI, seja usado para dirigir o comportamento de um personagem em um sistema de animação. O uso de AgentSpeak(L) é uma abordagem promissora para a especificação em alto nível de animações complexas por computador. O modelo conceitual e sua implementação são apresentados em capítulos distintos. Esta separação visa simplificar a compreensão do modelo proposto, permitindo primeiro analisá-lo em um nível mais alto de abstração, para então verificar detalhes de programação. Este trabalho apresenta também duas animações 3D, usadas para ilustrar a abordagem proposta. A principal animação apresentada envolve um agente situado em um ambiente dinâmico; o agente continuamente percebe o ambiente e raciocina para determinar como agir sobre ele, baseado em seu estado mental BDI. A outra aplicação é bastante simples, mas útil para mostrar algumas questões que são relevantes para obter-se mais eficiência em programas AgentSpeak(L).Virtual humans are computational models of people. If necessary, they can portray a very realistic appearance, based on biomechanical and physiological principles. Besides, they are able to behave in an autonomous and intelligent way in dynamic environments, and even to exhibit individuality and personality. Virtual humans can be used as synthetic actors. Such kind of actors have been used in several applications, such as games, in order to simulate the presence of real actors. The computer-game industry requires characters that are able to react appropriately to unexpected events and circumstances, and even to change the game progress with their autonomous courses of actions. A natural way for developing such characters is by the use of artificial intelligence techniques, in particular those related to the areas of autonomous agents and multi-agent systems. In this work, the use of the Belief-Desire-Intention (BDI) model for cognitive agents in order to implement animated characters is proposed. The BDI model is a well-known and successful approach for the development of autonomous agents in multiagent systems. It is a very powerful architecture for dynamic and complex systems where agents may need to act under incomplete and incorrect information on other agents and their environment. This work brings together an articulated model for character animation, which requires the specification of motion on each joint individually, and an interpreter for AgentSpeak(L), an agent-oriented programming language that implements the BDI architecture. I have developed an interface that allows the BDI-based agent reasoning system to be used for guiding the behaviour of a character in an animation system. The use of AgentSpeak(L) is a promising approach for the high-level specification of complex computer animations. The conceptual model and its implementation are presented in distinct chapters. This separation aims at simplifying the comprehension of the proposed model, allowing its analysis first at a higher abstraction level, and after that to check programming details. This work also presents two 3-D animations used to illustrate the proposed approach. The main animation presented involves an agent that is situated in a dynamic environment; the agent continuously perceives the environment and reasons on how to act upon it based on its BDI mental state. The other application is quite simple, but useful to show some issues that are relevant for obtaining better performance from AgentSpeak(L) programs.
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Petremand, Matthieu. "Détection des galaxies à faible brillance de surface et segmentation hyperspectrale dans le cadre de l'observatoire virtuel." Phd thesis, Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/PETREMAND_Matthieu_2006.pdf.
Full textAbstract:
Les progrès technologiques de l'instrumentation astronomique soulèvent des problématiques variées. En particulier, le développement des capteurs multispectraux permet l'acquisition de masses de données porteuses d'une information très riche. Néanmoins, l'interprétation et le traitement de tels volumes de données restent délicats pour la communauté astronomique. Dans le cadre de cette thèse nous proposons une méthode de détection de galaxies à faible brillance de surface basée sur l'utilisation d'une segmentation markovienne par quadarbre. Puis, nous étudions une nouvelle méthode de segmentation de cubes de données hyperspectraux basée sur une approche spectrale puis sur une régularisation spatiale de la carte de segmentation. Enfin, nous proposons deux méthodes de visualisation d’images multibandes, ainsi qu’une méthode de segmentation floue par champs de Markov. Ces méthodes sont validées sur des images astronomiques et ont fait l'objet d'une interaction particulièrement riche entre communauté STIC et communauté astronomiqueTechnological progress in astronomical instrumentation raise various issues. The development of multispectral sensors yields extremely valuable data. Nevertheless interpretation and processing of such images remain tricky for the astronomical community. Within the framework of this thesis we propose a new method for the detection of low surface brightness galaxy based on a quadtree Markovian segmentation. We then introduce a new segmentation method of hyperspectral data cubes based on a spectral discrimination and on a spatial regularization of the segmentation map. We then propose two multispectral images visualization methods and a new fuzzy segmentation method based on Markov fields. These methods are validated on astronomical images and led to a fruitful cooperation between STIC and astronomical community
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Dermouche, Soumia. "Leveraging the dynamics of non-verbal behaviors : modeling social attitude and engagement in human-agent interaction." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2019SORUS271.pdf.
Full textAbstract:
Dans le contexte de l'interaction humain-agent, notre objectif était d'améliorer la qualité de l'interaction en: (1) dotant l'agent de la capacité d'exprimer des attitudes sociales telles que la dominance ou l'amicalité ce qui renforcent ses compétences sociales; (2) adaptant le comportement de l'agent selon le comportement de l'utilisateur, par conséquent l'agent et l'utilisateur s'influencent mutuellement par le biais d'une boucle interactive; (3) prédisant le niveau d'engagement de l'utilisateur et adaptant en conséquence le comportement de l'agent, ce qui contribue à maintenir l'intérêt et la motivation de l'utilisateur. Nous nous basons sur les progrès récents dans le domaine de l'apprentissage automatique, plus particulièrement de l'extraction de séquences temporelles et des réseaux de neurones. Le premier est utilisé pour apprendre des séquences pertinentes de signaux non-verbaux qui représentent au mieux les variations d'attitude, puis les reproduire par l'agent. Le seconde est utilisé pour englober la dynamique des signaux non verbaux. Deux cas d'utilisation ont été explorés à l'aide du modèle LSTM : l'adaptation du comportement de l'agent en fonction de l’historique de comportement de l'agent et de l'utilisateur; et la prédiction de l'engagement de l'utilisateur basée sur son propre historique de comportement. La pertinence des modèles et des algorithmes implémentés a été validée au moyen de nombreuses études approfondies et d'une évaluation quantitative rigoureuse des résultats obtenus. De plus, les travaux réalisés ont été intégrés dans une plateforme d'agents virtuelsSocial interaction implies exchange between two or more persons, where they adapt their behaviors to each others. With the growing interest in human-agent interactions, it is desirable to make these interactions natural and human like. In this context, we aimed at enhancing the quality of the interaction between users and Embodied Conversational Agents ECAs by (1) endowing the ECA with the capacity to express social attitudes, such as being friendly or dominant depending its role or relationship with its interaction partners; (2) adapting the agent's behavior according to the user's behavior, hence, the conversation partners influence each others through an interaction loop, thus, enhancing the interaction quality; (3) predicting the user's engagement level and adapting the agent's behavior accordingly. We take advantage of the recent advances in machine learning, more specifically, temporal sequence mining and neural networks to model these capacities in the ECA. The first model is used to learn relevant patterns (sequences) of non-verbal signals that best represent attitude variations, and then reproduce them on the agent. The latter is used to encompass the dynamics of non-verbal signals. Two use cases have been explored using the well-known LSTM model: agent's behavior adaptation based on both agent's and user's behavior history, and user's engagement prediction based on his/her own behavior history. The implemented models and algorithms have been validated through a number of perceptive studies as well as through rigorous quantitative analysis of the obtained results. In addition, the realized models have been integrated into a virtual-agent platform
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Mühlstedt, Jens. "Entwicklung eines Modells dynamisch-muskulärer Arbeitsbeanspruchungen auf Basis digitaler Menschmodelle." Doctoral thesis, Universitätsbibliothek Chemnitz, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-86342.
Full textAbstract:
Arbeitswissenschaftliche digitale Menschmodelle werden als Werkzeuge virtueller Ergonomie zur Gestaltung menschengerechter Produkte und Arbeitsplätze genutzt. Der bislang nur qualitativ beschriebene Praxiseinsatz wird durch theoretische Analysen und eine empirische Studie systematisiert und darauf aufbauend werden die Schwachstellen der Systeme erörtert. Ein wesentlicher Ansatzpunkt für Weiterentwicklungen ist die Erarbeitung ergonomischer Bewertungsverfahren bzw. -modelle, insbesondere für Belastungen aufgrund von Bewegungen. Digitale Menschmodelle bieten das Potenzial, aus simulierten Bewegungsdaten und den damit zusammenhängenden Belastungen eine Bewertung der Arbeitsvorgänge zu generieren. In dieser Arbeit wird daher ein neues arbeitswissenschaftliches Bewertungsmodell für muskuläre Beanspruchungen erforscht, d.h. methodisch hergeleitet und evaluiert. Dazu ist ein Versuchsstand zur Standardisierung und Belastungserzeugung notwendig. In der darauffolgenden Laborstudie werden die Belastungsparameter statischer Momentanteil, Winkelgeschwindigkeit und Momentrichtung variiert und die daraus entstehende Veränderung der muskulären Beanspruchung von Probanden erforscht. Ein dafür benötigtes, neues Verfahren zur Normalisierung wird vorgestellt. Die Laborstudie zeigt, dass der statische Momentanteil linear steigend mit der Arbeitsbeanspruchung zusammenhängt. Die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit beeinflusst die Arbeitsbeanspruchung je nach Muskeltyp entweder linear steigend oder ohne ZusammenhangDigital human models for human factors are used as tools for virtual ergonomics and the design of products and workplaces. In this work the use of the systems is analysed with theoretical models and an empirical study. Therefore, disadvantages of the systems are identified. A main idea for further developments is the research on ergonomic approaches and models, especially for movements and the strain caused by movements. Digital human models are capable to assess work processes based on data from simulations. In this work a new human factors orientated rating model for muscular strains is developed and evaluated. A test stand generates and standardizes the stress. In a laboratory survey the stress parameters are analysed. The variation of the static torque part, the angular velocity and the torque direction cause changes in the muscular strains. Hence, these muscular strains are measured electromyographically. A new normalisation method, the normalized standard movement, is introduced. The survey shows the existence of a correlation of static torque part and work strain. Depending on the muscle type, the angular velocity either affects the work strain linear increasing or does not affect it
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Mondet, Sebastien. "Modélisation et distribution adaptatives de grandes scènes naturelles." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00400928.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de la modélisation et la diffusion de grandes scènes 3D naturelles. Nous visons à fournir des techniques pour permettre à des utilisateurs de naviguer à distance dans une scène 3D naturelle, tout en assurant la cohérence botanique et l'interactivité.Tout d'abord, nous fournissons une technique de compression multi-résolution, fondée sur la normalisation, l'instanciation, la décorrélation, et sur le codage entropique des informations géometriques pour des modèles de plantes. Ensuite, nous étudions la transmission efficace de ces objets 3D. L'algorithme de paquétisation proposé fonctionne pour la plupart des représentations multi-résolution d'objet 3D.
Nous validons les techniques de paquétisation par des expériences sur un WAN (Wide Area Network), avec et sans contrôle de congestion (Datagram Congestion Control Protocol).
Enfin, nous abordons les questions du streaming au niveau de la scène. Nous optimisons le traitement des requêtes du côté serveur en fournissant une structure de données adaptée et nous préparons le terrain pour nos travaux futurs sur l'évolutivité et le déploiement de systèmes distribués de streaming 3D.
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Pratschke, Anja. "Entre Mnemo e Locus: arquitetura de espaços virtuais, construção de espaços mentais." Universidade de São Paulo, 2002. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-31102008-172046/.
Full textAbstract:
Propõe-se um método de construção arquitetural de espaços virtuais, baseado na sobreposição de diversos modos de pensar o espaço e no uso de estruturas da mnemotécnica. Para essa tarefa, faz-se, inicialmente, uma análise crítica do estado da arte em dois campos disciplinares recorrentemente envolvidos na construção de tais ambientes: Interface Usuário-Computador e Realidade Virtual. Em seguida apresenta-se a maneira de se sobrepor diversos modos de pensar o espaço em Arquitetura, a qual constitui o terceiro campo disciplinar desse estudo, explicitado através da introdução e da análise de diferentes exemplos de concepções arquitetônicas pertencentes ao âmbito virtual. Definido como pertencente à mente, o espaço virtual é concebido através de métodos arquitetônicos, acrescidos do uso da Mnemônica, que é a arte e a técnica de se desenvolver e fortalecer a memória. O processo de memorização torna-se central no processo de construção do contexto virtual. Introduzido através de exemplos na história e de recentes aplicações artísticas em realidade virtual, a tese propõe a inclusão da mnemotécnica para a estruturação espacial arquitetônica no virtualA method is proposed for the architectural construction of virtual spaces based on the overlaying of diverse ways of thinking about space and by using structures of mnemotechniques. In order to achieve this task, a critical review is first carried out of two disciplines which are regularly involved in the construction of this kind of spatiality: Human-Computer Interface, and Virtual Reality. Architecture, as a third and central discipline, presents its method of overlaying diverse ways of thinking space, made explicit through the introduction and analysis of different examples of architectural construction in the virtual realm. Defined as belonging to the mind, the virtual space is conceived through architectural methods by adding the use of Mnemonics, which is the art and technique of developing and making stronger the memory. The memorization process itself becomes central in the process of constructing the virtual context. Introducing examples in history and recent art applications in virtual reality, the thesis proposes the introduction of mnemotechniques for the architectural spatial structuring of the virtual
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Kronfeld, Thomas, and Guido Brunnett. "Simulation komplexer Arbeitsabläufe im Bereich der digitalen Fabrik." Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2017. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-223856.
Full textAbstract:
Digitale Menschmodelle (DMM) werden aktuell in Unternehmen vorwiegend zur ergonomischen Planung und Überprüfung der Ausführbarkeit und Erträglichkeit von Arbeitsprozessen eingesetzt. Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe „The Smart Virtual Worker“, welche im Interdisziplinären Kompetenzzentrum Virtual Humans der TU Chemnitz angesiedelt ist, entstand ein Framework zur Simulation komplexer Arbeitsabläufe im Kontext der virtuellen Fabrik. Ziel war die Entwicklung eines digitalen Menschmodells für den Einsatz in klein- und mittelständischen Unternehmen. Hierbei standen die autonome Steuerung, eine realistische Animation sowie die Einbeziehung physischer und psychischer Faktoren in die ergonomische Bewertung eines Arbeitsablaufes im Mittelpunkt. Darauf aufbauend wurde eine haptische Nutzerschnittstelle zur interaktiven Fabrik- und Aufgabenplanung entwickelt. Neben der Positionierung von statischen Objekten ist mit diesem Interface auch die Integration und Anpassung von Arbeitsaufgaben möglich.
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Mühlstedt, Jens. "Entwicklung eines Modells dynamisch-muskulärer Arbeitsbeanspruchungen auf Basis digitaler Menschmodelle." Doctoral thesis, Universitätsverlag der Technischen Universität Chemnitz, 2011. https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A19704.
Full textAbstract:
Arbeitswissenschaftliche digitale Menschmodelle werden als Werkzeuge virtueller Ergonomie zur Gestaltung menschengerechter Produkte und Arbeitsplätze genutzt. Der bislang nur qualitativ beschriebene Praxiseinsatz wird durch theoretische Analysen und eine empirische Studie systematisiert und darauf aufbauend werden die Schwachstellen der Systeme erörtert. Ein wesentlicher Ansatzpunkt für Weiterentwicklungen ist die Erarbeitung ergonomischer Bewertungsverfahren bzw. -modelle, insbesondere für Belastungen aufgrund von Bewegungen. Digitale Menschmodelle bieten das Potenzial, aus simulierten Bewegungsdaten und den damit zusammenhängenden Belastungen eine Bewertung der Arbeitsvorgänge zu generieren. In dieser Arbeit wird daher ein neues arbeitswissenschaftliches Bewertungsmodell für muskuläre Beanspruchungen erforscht, d.h. methodisch hergeleitet und evaluiert. Dazu ist ein Versuchsstand zur Standardisierung und Belastungserzeugung notwendig. In der darauffolgenden Laborstudie werden die Belastungsparameter statischer Momentanteil, Winkelgeschwindigkeit und Momentrichtung variiert und die daraus entstehende Veränderung der muskulären Beanspruchung von Probanden erforscht. Ein dafür benötigtes, neues Verfahren zur Normalisierung wird vorgestellt. Die Laborstudie zeigt, dass der statische Momentanteil linear steigend mit der Arbeitsbeanspruchung zusammenhängt. Die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit beeinflusst die Arbeitsbeanspruchung je nach Muskeltyp entweder linear steigend oder ohne Zusammenhang.Digital human models for human factors are used as tools for virtual ergonomics and the design of products and workplaces. In this work the use of the systems is analysed with theoretical models and an empirical study. Therefore, disadvantages of the systems are identified. A main idea for further developments is the research on ergonomic approaches and models, especially for movements and the strain caused by movements. Digital human models are capable to assess work processes based on data from simulations. In this work a new human factors orientated rating model for muscular strains is developed and evaluated. A test stand generates and standardizes the stress. In a laboratory survey the stress parameters are analysed. The variation of the static torque part, the angular velocity and the torque direction cause changes in the muscular strains. Hence, these muscular strains are measured electromyographically. A new normalisation method, the normalized standard movement, is introduced. The survey shows the existence of a correlation of static torque part and work strain. Depending on the muscle type, the angular velocity either affects the work strain linear increasing or does not affect it.