Conception d'une interface adaptative en réalité augmentée pour gérer des systèmes autonomes dans le déroulement de missions critiques

Dans une situation critique, de nombreux humains risquent leur vie pour en sauver d'autres. Les technologies innovantes pourraient grandement améliorer la conscience de la situation des acteurs de l'urgence, réduire le risque humain ainsi qu'augmenter la facilité de résolution des missions. Nous avons étudié cette idée en concevant une interface en réalité augmentée (RA) pour contrôler un essaim de drones durant une situation d'urgence.Durant ce travail, nous avons conçu cette interface pour gérer plusieurs drones et accroître la connaissance de la situation dans les situations critiques. L'essaim était composé de drones autonomes qui fournissaient un flux important d'informations. Le projet consistait à com-prendre les besoins humains dans les situations d'urgence et concevoir une application AR pour un visiocasque.Nous nous sommes concentrés sur la situation et les besoins du SIM (Service de sécurité incen-die de Montréal). Nous avons développé une solution qui conjointement avec un planificateur de mission dirige l'essaim fonctionnant sous l'infrastructure développée par le partenaire in-dustriel. Nous avons ensuite mis en place une simulation d'urgence avec un bâtiment de grande hauteur en feu où les participants devaient comprendre la situation en utilisant le visiocasque AR.Pour tester notre technologie et valider nos hypothèses, nous avons conçu une une simula-tion stressante et diÿcile pour être testée avec des gens de Polytechnique Montréal. Nous comparons l'eÿcacité d'un ordinateur basique et d'un visiocasque de réalité augmentée afin d'établir une comparaison et de mesurer l'eÿcacité de la RA. Nous terminons en expliquant que le casque de RA était moins eÿcace qu'un ordinateur dû notamment à la toute première utilisation de cet outil. Cependant, le visiocasque montre des résultats proches de l'ordina-teur et la technologie a été appréciée par tous les participants.

Abstract

In critical situations, many humans risk their lives to save others. Innovative technologies could greatly improve the situational awareness of emergency responders, reduce human risk and increase the resolution's mission. We investigated this idea by designing an augmented reality (AR) interface to control a swarm of drones during an emergency situation.During this work, we designed an interface to manage multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) and increase situational awareness in critical situations. The swarm was composed of autonomous UAVs that provided a significant flow of information. The project consisted of understanding human needs in emergency situations and designing an AR application for a headset.We focused on the situation and the needs of the SIM (Montreal Fire Safety Service). We developed a solution that, simultaneously with a mission planner, manages drones in the field operating with the infrastructure developed by the industrial partner. We then set up an emergency simulation with a high-rise building on fire where participants had to understand the situation using AR headset.To test our technology and validate our hypotheses, we tested our solution with people from Polytechnique Montreal during a stressful and diÿcult simulation. We compare the e˙ectiveness of a basic computer and an augmented reality headset to compare and measure the e˙ectiveness of AR. We concluded by explaining that the AR headset was less e˙ective than a computer, due in part to the very first use of this tool. However, the headset shows results close to the basic computer, and the technology was appreciated by all participants. We saw an improvement with the headset almost similar to the computer. Our results showed that augmented reality could, with more training and practice, improve conditions in emergency situations.