Les chercheurs découvrent que la réalité virtuelle affecte les enfants et les adultes différemment

Les chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ont découvert que la réalité virtuelle (VR) affecte les enfants différemment des adultes. Cette nouvelle recherche est cruciale, compte tenu du peu de travail effectué dans ce domaine, à la fois pour les adultes et les enfants.

Observation intéressante sur la RV

En 2016, Jennifer Miehlbradt, diplômée de l’EPFL, a fait une observation intéressante. Miehlbradt a permis aux utilisateurs de piloter des drones sur sa plateforme de réalité virtuelle en déplaçant leur torse pour naviguer à travers une série d’obstacles dans un paysage virtuel.

« Les adultes n’ont eu aucun problème pour utiliser des mouvements de torse simples pour voler à travers les obstacles virtuels, mais j’ai remarqué que les enfants ne pouvaient pas le faire », a déclaré Miehlbradt. « C’est alors que Silvestro m’a demandé de venir dans son bureau. »

À l’époque, Miehlbradt était supervisée par Silvestro Micera, titulaire de la chaire Bertarelli en neuroingénierie de translation. Le duo a réalisé qu’il y avait plus à l’expérience de réalité virtuelle avec le torse et qu’elle pouvait révéler quelque chose sur le développement du système nerveux d’un enfant. À ce moment-là, il n’y avait aucune étude dans la littérature sur l’effet des casques de réalité virtuelle sur les enfants.

Avec cela en tête, l’équipe a décidé de mener cette étude sur plusieurs années, en collaboration avec l’Institut italien de technologie. L’étude a impliqué 80 enfants âgés de 6 à 10 ans, et les résultats ont été publiés le mois dernier dans Scientific Reports.

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

Les adultes sont capables de déconnecter facilement leurs mouvements de tête de leur torse pour piloter, de la même manière qu’ils conduisent un vélo. Ce processus implique l’intégration complexe de multiples entrées sensorielles, telles que la vision de l’oreille interne pour l’équilibre, et la proprioception, qui est la capacité du corps à sentir le mouvement, l’action et la localisation.

Pour les enfants, ils sont encore en train de développer leur coordination de mouvement de torse et de tête, ce qui les différencie des adultes dès le départ. L’une des découvertes intéressantes de cette étude est qu’elle va à l’encontre du modèle ontogénétique qui a été utilisé pendant 25 ans pour décrire le développement de la coordination du haut du corps. Ce modèle prédit une transition unidirectionnelle du contrôle rigide à une déconnexion du système tête-torse, et il indique que le contrôle postural est mature à 8 ans.

Miehlbradt termine actuellement un postdoctorat à l’Université de Lausanne (UNIL).

« Le modèle indique que, de l’acquisition de la marche autour de 1 an jusqu’à 6-7 ans, les enfants contrôlent leur corps supérieur dans son ensemble avec des liens rigides entre le tronc, la tête et les bras. Après cet âge, les enfants apprennent progressivement à contrôler toutes leurs articulations de manière indépendante, mais ont recours à la stratégie rigide dans des conditions difficiles », poursuit Miehlbradt. « Au lieu de cela, nous avons constaté que, lors de l’utilisation d’un système virtuel contrôlé par les mouvements du corps, les enfants plus jeunes essaient de bouger leur tête et leur corps séparément, tandis que les adultes utilisent la stratégie rigide. »

Résultats des expériences

L’expérience menée par l’équipe a consisté à placer un casque de réalité virtuelle et un capteur de mouvement sur l’enfant, qui a été invité à jouer à deux jeux. Dans les deux expériences, les enfants ont démontré des capacités de contrôle similaires à celles des adultes lorsqu’ils utilisaient leur tête. Cependant, ils n’ont pas pu suivre les adultes lorsqu’il s’agissait d’utiliser leur torse pour contrôler.

Les enfants ont d’abord été invités à aligner leur tête et leur torse avec une ligne affichée à différentes orientations dans un paysage virtuel. En même temps, l’erreur d’alignement et la coordination tête-torse ont été mesurées. L’expérience a montré que les enfants peuvent maîtriser le contrôle de la tête de manière relativement facile, mais chaque fois qu’ils ont été invités à aligner leur torse avec la ligne virtuelle, les plus jeunes enfants ont surestimé leurs mouvements et ont tenté de compenser en bougeant leur tête.

Dans le deuxième jeu, les enfants ont été invités à participer à une scénario de vol. L’enfant est assis sur le dos d’un aigle volant dans le monde virtuel et est chargé de récupérer des pièces d’or placées le long d’un chemin. Les enfants ont encore une fois eu beaucoup plus de facilité à contrôler le vol de l’oiseau avec leur tête.

Pour les scientifiques, tout cela indique que le contrôle de la tête est plus facile dans les environnements de réalité virtuelle parce que l’orientation souhaitée est alignée avec les entrées visuelles. Lorsqu’il s’agit du contrôle du torse, cela nécessite que l’utilisateur sépare la vision du contrôle réel, ce qui nécessite une coordination tête-torse. Les jeunes enfants s’appuient davantage sur les entrées visuelles que sur la sensation interne de la posture du corps, et l’environnement de réalité virtuelle peut rapidement submerger le cerveau d’un enfant.

« Les résultats montrent que la réalité virtuelle immersive peut perturber la stratégie de coordination par défaut des enfants, en rééquilibrant les différentes entrées sensorielles – vision, proprioception et entrées vestibulaires – en faveur de la vision », explique Miehlbradt.

« La réalité virtuelle gagne en popularité, non seulement pour les loisirs mais également pour les applications thérapeutiques telles que la rééducation et la neuro-rééducation, ou le traitement des phobies ou des situations