La réalité virtuelle affecte les enfants différemment des adultes –

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  • Alors que l’on sait très peu de choses sur les effets de la réalité virtuelle immersive sur les adultes, il n’y a pratiquement aucune connaissance sur l’impact de tels systèmes sur les capacités sensorimotrices des jeunes enfants.

    En 2016, lors des portes ouvertes de l’EPFL, Jenifer Miehlbradt, diplômée de l’EPFL, présentait sa configuration de réalité virtuelle pour permettre aux utilisateurs de piloter des drones à l’aide de leur torse. Les utilisateurs du grand public étaient invités à porter un casque VR, et les mouvements de leur torse leur permettraient de naviguer à travers une série d’obstacles dans un paysage virtuel.

    “Les adultes n’ont eu aucun problème à utiliser de simples mouvements de torse pour voler à travers les obstacles virtuels, mais j’ai remarqué que les enfants ne pouvaient tout simplement pas le faire”, se souvient Miehlbradt. “C’est à ce moment-là que Silvestro m’a demandé de venir dans son bureau.”

    Silvestro Micera, chaire de la Fondation Bertarelli en neuroingénierie translationnelle, était à l’époque le superviseur de Miehlbradt. Ils ont réalisé que leur expérience de réalité virtuelle sur le torse pouvait révéler quelque chose sur la façon dont le système nerveux d’un enfant se développe, et qu’aucune étude dans la littérature n’avait évalué l’effet des casques de réalité virtuelle sur les enfants. Ils se sont lancés dans une étude de plusieurs années, en collaboration avec l’Institut italien de technologie, portant sur 80 enfants âgés de 6 à 10 ans. Les résultats sont publiés aujourd’hui dans Rapports scientifiques.

    “Cette étude confirme le potentiel de la technologie pour comprendre le contrôle moteur”, déclare Micera.

    Le développement de la coordination du haut du corps

    Les adultes en bonne santé n’ont aucun problème à déconnecter les mouvements de leur tête de leur torse pour piloter, comme regarder ailleurs en faisant du vélo. Cela nécessite une intégration complexe de multiples entrées sensorielles : la vision, de l’oreille interne pour l’équilibre, et la proprioception, la capacité du corps à ressentir le mouvement, l’action et la localisation.

    Pour les enfants, la coordination des mouvements du torse et de la tête est en cours de développement, il faut donc s’attendre à des différences avec les adultes. Mais l’étude de l’EPFL va à l’encontre du modèle ontogénétique décrivant le développement de la coordination du haut du corps qui a dominé au cours des 25 dernières années, qui prédit une transition unidirectionnelle d’un contrôle rigide à un découplage du système tête-torse, et que le contrôle postural est essentiellement mature à 8 ans.

    « Le modèle précise qu’à partir de l’acquisition de la marche vers 1 an jusqu’à 6-7 ans, l’enfant maîtrisera le haut de son corps dans son ensemble avec des liens rigides entre le tronc, la tête et les bras. Passé cet âge, l’enfant apprendra progressivement à tout contrôler. leurs articulations de manière indépendante, mais recourent à la stratégie rigide dans des conditions difficiles », poursuit Miehlbradt, qui termine actuellement un post-doctorat à l’Université de Lausanne (UNIL). “Au lieu de cela, nous avons constaté que lors de l’utilisation d’un système virtuel contrôlé par les mouvements du corps, les jeunes enfants essaient de bouger la tête et le corps séparément, tandis que les adultes utilisent la stratégie rigide.”

    L’expérience : collecter des pièces sur le dos d’un aigle

    Portant un casque VR et un capteur de mouvement sur le dos, les enfants sont invités à jouer à deux jeux. Dans les deux expériences, les enfants montrent des capacités de contrôle similaires à celles des adultes lorsqu’ils utilisent leur tête, mais ont des difficultés à utiliser leur torse pour contrôler les jeux, contrairement aux adultes.

    Dans le premier jeu, l’enfant est invité à aligner sa tête ou son torse avec une ligne affichée à différentes orientations dans un paysage virtuel, au cours duquel l’erreur d’alignement et la coordination tête-torse sont mesurées. L’expérience montre que le contrôle de la tête est assez facile à maîtriser pour les enfants. Lorsqu’on leur a demandé d’aligner leur torse avec la ligne virtuelle, les plus jeunes enfants surestiment systématiquement leurs mouvements et tentent de compenser la différence en bougeant la tête.

    Le deuxième jeu consiste en un scénario de vol. Dans le monde virtuel, l’enfant semble être assis sur le dos d’un aigle en vol. Le but du jeu est d’attraper des pièces d’or placées le long d’un chemin. Comme dans le premier jeu, le contrôle de la trajectoire de l’aigle se fait soit avec la tête, soit avec le torse. Encore une fois, utiliser leur tête pour diriger le vol de l’oiseau est beaucoup plus facile pour les enfants, qui sont 80% plus proches des pièces cibles par rapport à la condition de contrôle du torse.

    Les scientifiques pensent que le contrôle de la tête est plus facile dans les environnements VR car l’orientation souhaitée est alignée sur l’entrée visuelle. Le contrôle du torse, en revanche, oblige l’utilisateur à séparer la vision du contrôle réel, ce qui nécessite une coordination tête-torse complexe. Les jeunes enfants ont tendance à s’appuyer davantage sur l’apport visuel que sur la sensation interne de la posture corporelle. La nouveauté de l’environnement VR semble submerger le cerveau de l’enfant, qui accorde moins d’attention aux signaux internes.

    “Les résultats montrent que la RV immersive peut perturber la stratégie de coordination par défaut des enfants, en repondérant les différentes entrées sensorielles – vision, proprioception et entrées vestibulaires – en faveur de la vision”, explique Miehlbradt. Les scientifiques ont également découvert que la coordination tête-tronc n’est pas encore complètement mature à 10 ans, au lieu de la maturité supposée précédemment à l’âge de 8 ans.

    Loisirs et rééducation en VR

    « La VR gagne en popularité, non seulement pour les loisirs mais aussi pour des applications thérapeutiques telles que la rééducation et la neurorééducation, ou le traitement des phobies ou des situations de peur. La diversité des scénarios qui peuvent être créés et l’aspect ludique qui peut être mis en œuvre autrement les activités lourdes rendent cette technologie particulièrement attrayante pour les enfants, et nous devons être conscients que la réalité virtuelle immersive peut perturber la stratégie de coordination par défaut de l’enfant », prévient Miehlbradt.

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