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@@ -36,13 +36,13 @@ Adaptation rate and receptor size are the two key characteristics that respectiv
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The \emph{adaptation rate} is the speed and duration of the response to a stimulus. The \emph{adaptation rate} is the speed and duration of the response to a stimulus.
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Meissner and Pacinian receptors, known as fast-adapting, respond rapidly to a stimulus but stop quickly even though the stimulus is still present, allowing the detection of high-frequency changes. Meissner and Pacinian receptors, known as fast-adapting (FA), respond rapidly to a stimulus but stop quickly even though the stimulus is still present, allowing the detection of high-frequency changes.
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In contrast, Merkel and Ruffini receptors, known as slow-adapting, have a slower but continuous response to a static, prolonged stimulus. In contrast, Merkel and Ruffini receptors, known as slow-adapting (SA), have a slower but continuous response to a static, prolonged stimulus.
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The \emph{size of the receptor} determines the area of skin that can be sensed by a single nerve ending. The \emph{size of the receptor} determines the area of skin that can be sensed by a single nerve ending.
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Meissner and Merkel receptors have a small detection area and are sensitive to fine skin deformations, while Ruffini and Pacinian receptors have a larger detection area. Meissner and Merkel receptors have a small detection area (named Type I) and are sensitive to fine skin deformations, while Ruffini and Pacinian receptors have a larger detection area (named Type II).
\fig[0.6]{blausen2014medical_skin}{Schema of cutaneous mechanoreceptors in a section of the skin~\cite{blausen2014medical}.} \fig[0.6]{blausen2014medical_skin}{Schema of cutaneous mechanoreceptors in a section of the skin~\cite{blausen2014medical}.}
@@ -144,11 +144,13 @@ Comme illustré sur la \figref{exploratory_procedures}, selon la propriété de
Par exemple, réaliser un \emph{mouvement latéral} des doigts sur la surface pour identifier sa texture, une \emph{pression} avec doigt pour percevoir sa rigidité, ou \emph{suivre les contours} de l'objet pour connaitre sa forme précise. Par exemple, réaliser un \emph{mouvement latéral} des doigts sur la surface pour identifier sa texture, une \emph{pression} avec doigt pour percevoir sa rigidité, ou \emph{suivre les contours} de l'objet pour connaitre sa forme précise.
Ces trois procédures impliquent seulement les bouts des doigts et, en particulier, l'index~\cite{gonzalez2014analysis}. Ces trois procédures impliquent seulement les bouts des doigts et, en particulier, l'index~\cite{gonzalez2014analysis}.
L'ensemble de la main est utilisée pour les autres procédures: par exemple, en approchant voire posant la paume pour sentir la température de la surface (\emph{static contact}), ou en prenant l'objet dans la main pour estimer son poids (\emph{unsupported holding}). L'ensemble de la main est utilisée pour les autres procédures: par exemple, en approchant voire posant la paume pour sentir la température de la surface (\emph{static contact}), ou en prenant l'objet dans la main pour estimer son poids (\emph{unsupported holding}).
L'\emph{enclosure}, en fermant la main sur l'objet, permet d'evaluer sa forme globale et son volume. L'\emph{enclosure}, en fermant la main sur l'objet, permet d'evaluer sa forme globale et sa taille.
\fig{exploratory_procedures}{Exploratory procedures and their associated object properties (in parentheses). Adapted from \textcite{lederman2009haptic}.} \fig{exploratory_procedures}{Exploratory procedures and their associated object properties (in parentheses). Adapted from \textcite{lederman2009haptic}.}
Le sens haptique seul (sans la vision) nous permet ainsi de reconnaitre les objets familiers avec une grande précision. La reconnaissance des propriété matérielles, \ie la surface, (texture, rigidité, température) est meilleure qu'avec le sens visuel seul, mais la reconnaissance des propriétés spatiales (forme, volume) est moins bonne que la vision~\cite{lederman2009haptic}. Le sens haptique seul (sans la vision) nous permet ainsi de reconnaitre les objets familiers avec une grande précision.
La reconnaissance des propriété matérielles, \ie la surface et sa texture, rigidité et température est meilleure qu'avec le sens visuel seul.
Mais la reconnaissance des propriétés spatiales, la forme et la taille de l'objet, est moins bonne avec l'haptique qu'avec la vision~\cite{lederman2009haptic}.
Quelques secondes (\qtyrange{2}{3}{\s}) suffisent pour effectuer ces procédures, à l'exception du suivi de contour qui peut prendre une dizaine de secondes~\cite{jones2006human}. Quelques secondes (\qtyrange{2}{3}{\s}) suffisent pour effectuer ces procédures, à l'exception du suivi de contour qui peut prendre une dizaine de secondes~\cite{jones2006human}.
\paragraph{Grasp Types} \paragraph{Grasp Types}
@@ -166,15 +168,30 @@ Indépendamment de l'objet et de la tâche, le nombre de types de préhension pe
\subsubsection{Object Properties} \subsubsection{Object Properties}
\label{object_properties} \label{object_properties}
Toucher activement un objet implique donc une action sensorimotrice de la main. Toucher activement un objet implique donc une action sensorimotrice de la main: Les mouvements exploratoires utilisés guident la recherche d'informations sensorielles et permettent de construire une perception haptique des propriétés de l'objet.
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Ainsi, les nombreux mouvements exploratoires utilisés guident la recherche d'informations sensorielles et permettent de construire une perception haptique des propriétés de l'objet. On distingue, d'une part, les \emph{propriétés matérielles}, qui sont la perception la rugosité, dureté, température et friction de la surface de l'objet~\cite{bergmanntiest2010tactual}.
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Une distinction est généralement faite entre les propriétés matérielles, qui sont la perception de la surface, et spatiales, qui est la perception de la structure et de la géométrie de l'objet~\cite{lederman2009haptic}. D'autre part, les \emph{propriétés spatiales} sont la perception de la forme et de la taille de l'objet~\cite{lederman2009haptic}.
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Nous décrivons ici les principales propriétés haptiques perçues.
\paragraph{Texture} Chacune de ces propriétés est fortement liée à une caractéristique physique de l'objet, définie et mesurable, mais la perception peut différer de cette mesure physique~\cite{bergmanntiest2007haptic}.
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La perception dépend aussi de nombreux autres facteurs, comme les mouvements effectués et le temps d'exploration, mais aussi de la personne~\cite{hollins2000individual,jones2006human} et du contexte de l'interaction~\cite{kahrimanovic2009context,kappers2013haptic}.
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Ces propriétés sont souvent décrites (et évaluées) avec des échelles opposant deux adjectifs comme "rugueux/lisse" ou "chaud/froid"~\cite{okamoto2013psychophysical}.
\paragraph{Roughness}
La rugosité (rugueux/lisse) est la perception de la micro-géométrie d'une surface, \ie les petites différences de hauteur de la surface.
C'est, par exemple, la perception de la fibre d'un tissu ou du bois et la texture du papier de verre ou d'une peinture.
La rugosité est ce qui caractérise principalement la \emph{texture} de la surface, et les deux termes sont parfois utilisés de façon interchangeable~\cite{okamoto2013psychophysical}.
En touchant la surface, ces aspérités causent des déformations mécaniques et des vibrations sur la peau~\cite{bergmanntiest2010tactual}.
Si un toucher statique permet de relativement bien percevoir la rugosité, c'est un mouvement latéral qui permet la meilleure perception.
En particulier, quand les aspérités sont plus petites que \qty{100}{\micro\meter}, seul le mouvement donc les vibrations permet de détecter la rugosité~\cite{hollins2000evidence}.
Une particularité importante
C'est ce qui permet de lire le braille, par exemple.
\paragraph{Stiffness} \paragraph{Stiffness}

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