Des chercheurs de la Nanyang Technological University de Singapour ont utilisé la réalité virtuelle pour simuler la verdure urbaine et estiment que leurs travaux prouvent que la présence de plantes peut nous rendre un peu plus calmes.
Les ingénieurs de Singapour apprivoisent la jungle urbaine grâce à une simulation VR
Les chercheurs, qui ont publié leurs travaux dans Landscape and Urban Planning [pdf], ont écrit : « Bien que la recherche s’intéresse de plus en plus aux formes urbaines de la nature, comme les toits verts, les plantes d’intérieur et les vues sur les fenêtres, aucune étude expérimentale n’a été réalisée pour examiner les avantages psychophysiologiques d’une rangée de bâtiments couverts de verdure verticale. »
Mais comment un chercheur peut-il mener une enquête immersive et bien contrôlée, en évitant les variables confusionnelles, dans un environnement qui n’existe pas encore au niveau requis pour l’étude ?
Entrez dans la RV
« La RV peut être utilisée pour créer des cadres expérimentaux lorsque des environnements comparables dans la vie réelle ne sont pas disponibles », écrit l’équipe, ajoutant que l’utilisation de la RV augmente « la possibilité d’une réplication précise, ce qui est un défi majeur dans la recherche psychologique d’aujourd’hui. »
Dans l’étude, 111 participants portant des casques de RV ont été assignés au hasard pour marcher dans une rue virtuelle contenant soit des rangées de verdure plantée projetée, soit des bâtiments peints en vert pendant cinq minutes.
Le paysage urbain virtuel a été développé par les chercheurs de la NTU à l’aide de la plateforme Unity et les participants portaient des casques HTC VIVE Pro à immersion auditive et visuelle totale. Un programme a suivi le mouvement de deux contrôleurs sans fil fixés aux genoux des participants alors qu’ils marchaient le long de deux guidons fixes, dans le but de synchroniser les sens visuels des utilisateurs avec leurs mouvements et de prévenir le mal des transports. Les chercheurs ont évité l’utilisation d’un tapis roulant pour des raisons de coût et pour que l’expérience soit plus naturelle pour les participants à l’étude.
L’équipe a utilisé un clip audio en boucle d’une minute de bruit de circulation créé avec le logiciel Audacity pour simuler un environnement urbain réel.
La variabilité de la fréquence cardiaque des participants a été mesurée à l’aide d’un appareil électrocardiogramme ECG portable, un indicateur physiologique du stress. Les participants ont ensuite reçu des questionnaires pour évaluer leurs émotions et leur anxiété.
Révélations de l’étude
L’étude a révélé que ceux qui avaient vu des bâtiments avec de la verdure avaient un sentiment de positivité plus élevé que ceux qui avaient simplement vu des bâtiments peints en vert.
« Si des études antérieures se sont penchées sur les effets de la végétation verte, le fait que la couleur verte puisse simplement être une caractéristique visuelle primitive, entraînant des effets positifs, n’a pas été pris en compte. Grâce à une technologie émergente comme la RV, nous avons surmonté cette limitation et avons pu utiliser une condition de contrôle, en faisant correspondre la verdure verticale à la couleur verte dans notre étude », ont écrit les chercheurs.
Encouragée par sa capacité à surmonter les contraintes liées aux ressources, l’équipe prévoit d’utiliser à nouveau la RV. La prochaine étude portera sur l’impact psychologique de l’utilisation de la nature dans l’architecture – par exemple le bois au lieu du béton.
Il y a trente ans, les concepteurs et les scientifiques parlaient de simulations comme s’ils avaient le choix de les utiliser. Aujourd’hui, il n’y a plus de prétention à ce choix. Les théories sont testées en simulation ; la conception des laboratoires de recherche prend forme autour des technologies de simulation et de visualisation. Cela est vrai dans tous les domaines, mais le cas de la conception des armes nucléaires est dramatique car ici, il est en fait interdit aux scientifiques de tester des armes dans le domaine physique.
Essai d’Armes Nucléaires
En
1992, les États-Unis ont instauré une interdiction des essais nucléaires. Dans
les années qui ont précédé cette interdiction, des essais physiques fréquents,
d’abord en surface puis sous terre sur le site d’essais nucléaires du Nevada,
ont permis aux concepteurs d’armes de disposer d’un lieu pour faire de la
recherche fondamentale. Grâce aux essais, ils ont développé leurs intuitions
scientifiques tout en se rassurant sur le fonctionnement de leurs armes. Plus
que cela, les tests ont forcé le respect de la puissance impressionnante des
détonations nucléaires. Beaucoup ont témoigné du pouvoir de transformation de
ces témoignages.
Dans
les années qui ont suivi l’interdiction de 1992, les nouveaux venus dans le
domaine de la conception d’armes nucléaires ne voyaient des explosions que sur
des écrans d’ordinateur et dans des chambres de réalité virtuelle. Dans les
laboratoires nationaux de Lawrence Livermore et de Los Alamos, certains des
systèmes informatiques les plus puissants du monde sont utilisés pour simuler
des explosions nucléaires. Jusqu’à récemment, ces simulations se déroulaient en
deux dimensions ; aujourd’hui, les simulations se déplacent en trois
dimensions. Dans une chambre de réalité virtuelle à Los Alamos connue sous le
nom de CAVE (acronyme de Cave Automatic Virtual Environment), on se tient
« à l’intérieur » d’une explosion nucléaire en portant des lunettes 3D,
afin de l’observer, on est tenté de dire, « paisiblement ». La
simulation CAVE est là pour « démontrer » une explosion ; ceux qui y
travaillent s’habituent à vivre dans le virtuel ce qui ne pourrait jamais être
survécu dans le réel.
Lorsque
les essais nucléaires sont passés sous terre, il est devenu plus facile pour
les concepteurs d’armes de prendre leurs distances par rapport aux conséquences
potentielles de leur art. Cachée, la bombe est devenue plus abstraite. Mais
même les essais souterrains ont laissé des cratères et des convulsions
sismiques. Cela a marqué le paysage. Maintenant, avec les explosions qui se produisent
sur les disques durs et dans les chambres de réalité virtuelle, combien plus
difficile sera pour les scientifiques de l’armement de faire face à la
puissance destructrice de leur travail et à ses implications éthiques ? Un
concepteur d’armes à Livermore se plaint de n’avoir fait l’expérience qu’une
seule fois de la « vérification physique » après un essai nucléaire,
a-t-il dit lors d’un atelier sur la simulation et la visualisation en 2003. Il
avait « fait le tour du cratère » produit par l’explosion. Cela l’a
changé à jamais. Ses jeunes collègues n’auront pas cela.
Ce
scientifique chevronné s’inquiète des effets moraux du transfert de la
recherche sur les armes nucléaires dans l’espace virtuel, mais lui et ses
collègues sont également préoccupés par les effets de la virtualité sur leur
science elle-même. Ils affirment que « l’intuition physique est une
compétence que l’on veut conserver », comme l’un d’entre eux a dit, et
s’inquiètent de la naïveté des réactions enthousiastes des jeunes concepteurs
face aux nouvelles démonstrations de réalité virtuelle tape-à-l’œil. L’un d’eux
dit : « Les jeunes designers regardent tout ce qui est nouveau et disent :
« C’est tellement mieux que ce que nous avions avant. Nous pouvons jeter
tout ce que nous faisions avant ». Des scientifiques de haut niveau des
laboratoires nationaux décrivent les jeunes designers immergés dans la
simulation comme des « conducteurs ivres ». Dans la simulation, les
heureux ivres font preuve de moins de jugement mais pensent qu’ils s’en sortent
bien. Le Dr Adam Luft, concepteur d’armes senior à Los Alamos, montre de la
sympathie pour les jeunes concepteurs : Les nouvelles règles les obligent à
voler à l’aveuglette. Ils ne peuvent pas tester leurs armes car ils doivent
travailler dans le virtuel et on leur donne des systèmes informatiques dont les
programmes sous-jacents sont difficiles d’accès. Luft lui-même ne se sent en
confiance que s’il est capable d’accéder au code sous-jacent. Il est frustré
par les simulations de plus en plus opaques de son environnement de travail.
Lorsque quelque chose ne va pas dans une simulation, il veut
« creuser » et tester des aspects du système par rapport à d’autres.
Seul un système transparent « me permet d’errer dans les entrailles d’une
simulation ». Il se méfie de toute modification apportée à une arme sans en
avoir personnellement écrit le code. Luft s’inquiète du fait que lorsque les
scientifiques ne comprennent plus le fonctionnement interne de leurs outils,
ils ont perdu la base de confiance dans leurs découvertes scientifiques, une
inquiétude qui reflète celle des concepteurs et des scientifiques du MIT trente
ans auparavant.
Dans
toutes les professions, une simulation réussie donne l’impression que les
objets numériques sont prêts à être utilisés. Certains utilisateurs trouvent
ces interfaces satisfaisantes. D’autres, comme Luft, axés sur la transparence,
ne sont pas aussi satisfaits. Ils regardent avec méfiance les jeunes designers
qui ne se soucient pas de savoir s’ils ont écrit ou même vu le code sous-jacent.
Un des collègues de Luft à Los Alamos décrit sa « peur » des jeunes
designers : « ils sont bons pour utiliser ces codes, mais ils connaissent
les entrailles beaucoup moins qu’ils ne devraient. La génération plus âgée…
tous ont écrit un code à partir de rien. La jeune génération n’a pas écrit son
code. Ils l’ont pris à quelqu’un d’autre et ils ont fait quelques
modifications, mais ils n’ont pas compris chaque partie du code. » Il parle
avec respect des « codes hérités », les anciens programmes sur lesquels
les nouveaux programmes sont construits. « On ne peut pas jeter des choses
trop tôt », dit-il. « Il y a quelque chose que vous pouvez tirer des
codes anciens qui vous aidera à comprendre les nouveaux codes. »
« A
Livermore, en 2005, un concepteur d’armes senior légendaire Seymour Sack
s’apprêtait à prendre sa retraite. Lors d’un atelier du MIT, ses collègues ont
discuté de cette retraite et l’ont qualifiée de « coup dur ». Ils
étaient inquiets de voir que la perte de la capacité d’un homme à apporter des contributions
scientifiques individuelles ne suffisait pas. Il avait des connaissances
irremplaçables sur les programmes qui soutenaient la pratique actuelle », a
déclaré un concepteur d’armes à l’anthropologue Hugh Gusterson, qui a publié un
article sur le thème de l’involution scientifique à travers les générations de
la science nucléaire. Ses collègues se sont inquiétés : « Il a une si bonne
mémoire qu’il n’a pas écrit beaucoup de choses importantes. Comment les gens le
sauront-ils ? »
La
réponse à la retraite imminente de ce scientifique a été un mouvement pour le
filmer, lui et tous les autres scientifiques qui étaient sur le point de
quitter leur service. Ce n’était pas une histoire orale ordinaire. Elle était
imprégnée d’anxiété. Ceux qui ne connaissent que la couche supérieure des
programmes se sentent puissants parce qu’ils peuvent faire des choses
étonnantes. Mais ils sont dépendants de ceux qui peuvent aller plus loin.
Ainsi, ceux qui se sentent les plus puissants se sentent aussi les plus
vulnérables.
La
conception des armes nucléaires est divisée par des marqueurs générationnels
dramatiques : Certains concepteurs ont grandi avec des essais souterrains de
routine, certains l’ont entrevu, d’autres n’ont connu que des explosions
virtuelles. Certains concepteurs ont été formés pour programmer leurs propres
simulations, d’autres se contentent de « saisir le code » d’autres
personnes ne sont pas effrayés par l’opacité. Pourtant, lorsque M. Luft résume
les attitudes à l’égard de la simulation dans son domaine, il précise que le
large éventail d’opinions ne se réduit pas à de simples critères
générationnels. Les cultures des laboratoires d’armement sont également en jeu.
Par exemple, à Livermore, les anciens scientifiques de l’armement très hostiles
à la simulation sont devenus beaucoup plus positifs lorsque le laboratoire a
adopté une nouvelle métaphore pour la conception d’armes. Livermore a commencé
à comparer la conception d’armes à la construction de ponts. Selon cette façon
de penser, les ingénieurs n’ont pas besoin de « tester » un pont avant
de le construire : On a confiance dans ses algorithmes de conception et dans la
façon dont ils peuvent être représentés dans le virtuel.
À Livermore, le changement de métaphore a fait de la simulation un lieu raisonnable pour les essais d’armes. Et à Los Alamos, des scientifiques plus jeunes se retrouvent à critiquer avec éloquence les affichages immersifs de la réalité virtuelle. L’un d’entre eux déclare : « J’étais tellement habitué à faire des intrigues sur mon écran d’ordinateur. J’ai été surpris de voir à quel point j’avais peu appris de RAVE ». (RAVE est le surnom de la technologie CAVE virtuelle de Los Alamos.) Ce concepteur se plaint de ne pas pouvoir travailler de manière analytique dans le RAVE ; d’autres disent que cela leur donne un sentiment de désorientation qu’ils ne peuvent pas ébranler. Dans le RAVE, les scientifiques travaillent dans un monde fermé avec une cohérence interne rigoureuse, où il n’est pas toujours facile de déterminer ce qui est le plus pertinent pour le réel. Pour certains jeunes scientifiques, même ceux qui ont grandi dans le monde des jeux vidéo immersifs, le RAVE semble trop proche de sa propre réalité.
Dans tous les domaines, les scientifiques, les ingénieurs et les concepteurs ont décrit les avantages qu’offre la simulation des bâtiments qui n’auraient jamais été osés aux médicaments qui n’auraient jamais été développés. Et ils décrivent aussi l’angoisse du flou de la réalité, ce « point de rupture » où l’observateur perd le sens des amarres, dépourvu de référents et de précédents du monde réel. Et la complexité même des simulations peut rendre leur véracité presque impossible à tester : « On ne peut pas vérifier toutes les équations différentielles », explique M. Luft. Il marque une pause et répète : « On ne peut pas, il y en a trop ». Dans la conception des armes nucléaires, vous pouvez vous assurer que vous avez résolu les équations correctement et que votre système a une cohérence interne. En d’autres termes, vous pouvez « vérifier ». Mais il ajoute : « la validation est la partie la plus difficile. C’est-à-dire, est-ce que vous résolvez les bonnes équations ? » Au final, dit Luft, « la preuve n’est pas une option. »
L’université Deakin s’est associée à l’entreprise de technologie Dimension Data afin de créer un simulateur de réalité virtuelle destiné aux pompiers.
Flaim Trainer
Souvent, les exercices d’entraînement à la lutte contre les incendies sont très coûteux et dangereux. D’un autre côté, les scénarios d’incendie sont très difficiles à refaire, dans la majorité des cas, les exercices d’entraînement sont loin de ce que les sauveteurs rencontrent dans la vie réelle, sans oublier la mise en place d’immenses incendies contrôlés uniquement à des fins de formation, et ce sont des pratiques qui ne respectent pas l’environnement.
Conçue et développée par James Mullins, pompier volontaire et professeur associé à l’Institut IISRI de l’Université Deakin, cette nouvelle technologie de formation VR permet aux pompiers d’augmenter leurs compétences dans des scénarios limités uniquement par l’imagination.
Le nouveau FLAIM Trainer ™ réduit également les coûts et permet aux secouristes de faire face à des exercices qui ne sont pas limités par les réglementations communautaires ou environnementales.
Les créateurs de FLAIM affirment que leur expérience de réalité virtuelle est extrêmement réaliste, avec l’affichage immersif de la tête assisté par une combinaison de protection intégrale en utilisant un kit d’appareils respiratoires.
Le système innovant fonctionne avec un casque VR HTC Vive et la combinaison de protection est configurée pour chauffer afin de simuler un incendie réel.
Dimension Data et Deakin Uni, une société de technologie basée à Johannesburg, sont associées pour intégrer hitoe ™ dans la combinaison, un tissu hautement conducteur en nanofibres qui leur a permis d’équiper le vêtement de fonctions de suivi des signes vitaux. Grâce à cette technologie, la combinaison peut envoyer des lectures d’électrocardiogramme (ECG) en temps réel pour l’analyse de la condition physique des stagiaires.
“Avec les pompiers confrontés à de longues périodes d’inactivité et luttant moins contre les incendies, cette initiative de co-innovation renforcera de manière significative l’aptitude et l’efficacité des pompiers du monde entier et les mettra dans la meilleure position pour assurer la sécurité et la protection de nos communautés.” Déclare Ken Mahon, directeur de Ventures chez Deakin Research Innovations.