Conception et réalisation d'un nouvel outil à réalité mixte et retour d'effort pour toucher et créer les nanomondes

Overview & Synopsis

L'introduction récente des réalités virtuelles dans les outils informatiques scientifiques inaugure un tournant majeur dans l'histoire des interfaces homme-machine, en permettant l'interaction temps réel avec des espaces virtuels. Or l'émergence des nanosciences requiert la mise en place d'outils novateurs qui, au-delà de la mesure et de la représentation classique de données, permettront l'action et la compréhension à une échelle où les phénomènes physiques sont singuliers et typiquement intangibles. Ce travail vise au développement d'une interface instrumentale de réalité augmentée basée sur un Microscope à Force Atomique. Ce nanomanipulateur se conforme comme un outil réel permettant d'interagir naturellement avec le nanomonde. La multisensorialité est permise par la reconstruction temps-réel d'un espace mixte (réel et virtuel), énergétiquement et dynamiquement cohérent, où l'utilisateur peut interagir avec un retour de force, d'images animées et de sons. La réalité est augmentée par insertion de modèles physiques particulaires virtuels, interagissant à la fois avec l'utilisateur et la nanoscène. La modularité et l'ouverture de cet instrument sont exposées, ainsi que les problèmes induits par le changement d'échelle et par les systèmes technologiques et de modélisation. L'impact pédagogique, dans l'apprentissage formel de phénomènes physiques non tangibles en enseignement pratique en nanophysique, constitue une première évaluation de l'outil. Son potentiel pour la recherche s'est affirmé à travers quelques applications de détermination de situations nanométriques réelles par modélisations récursives et comparaison sensorielle avec leurs homologues virtuels.