The development of driving simulators: toward a multisensory solution

Résumé Fr En

LE DÉVELOPPEMENT DES SIMULATEURS DE CONDUITE : VERS UNE SOLUTION MULTISENSORIELLE L’utilisation des simulateurs de conduite dynamiques par les chercheurs et ingénieurs est en constante progression. Cet essor est dû aux nombreux avantages de la simulation sur les méthodes d’investigation classiques, mais découle également des rapides évolutions technologiques de ces dernières décennies. Toutefois chaque simulateur est un prototype et il n’existe aucune norme de construction. Se pose alors la question de la validité des simulateurs et des choix quant à leur évolution. Cet article se propose de passer en revue les différents développements entrepris sur les simulateurs dédiés à la recherche ces dernières années, en décrivant le « pourquoi » et le « comment » de ces innovations. Nous définissons, dans un premier temps, le besoin de stimulations multisensorielles, tant pour simuler l’activité de conduite, en fournissant au conducteur les affordances capables d’induire les comportements observés en conduite réelle, mais également pour minimiser le risque de cinétoses via la présentation d’informations congruentes. Nous décrivons ensuite les principales interfaces sensorielles (visuelle, de mouvement, tactilo-kinesthésique et sonore), en abordant plus précisément le problème de restitution du mouvement longitudinal et de ses conséquences en termes de comportement de freinage. Pour chacun de ces sous-systèmes, nous avons tenté de déterminer l’influence des paramètres les plus pertinents et leurs interactions. Les différentes tâches étudiées sont également considérées, à partir du moment où elles ont une influence sur le choix des configurations et de la validité du simulateur. Enfin, nous abordons les limites du simulateur à travers le mal du simulateur, syndrome largement étudié ces dernières années, sans pour autant être évincé. Cette revue de questions rend compte de la nécessité d’intensifier les recherches, non seulement pour évaluer la validité des simulateurs et leurs modifications technologiques, mais également pour guider leurs développements futurs. Un tableau récapitulant les options de restitution des simulateurs de conduite actuels et représentatif de la diversité des configurations viendra clore cet état de l’art.

SUMMARY The use of dynamic driving simulators by researchers and engineers is expanding rapidly due to the many advantages of simulation as compared to traditional methods of investigation, and also as a result of rapid technological progress over the past decades. However, because every simulator is a prototype and there are no set manufacturing standards, their validity and possibilities for development can be questioned. This paper reviews recent developments in the design of simulators for use in research, and describes the reasons and means supporting these innovations. After defining the need for multisensory stimulation, we describe the main sensory interfaces (visual, motion, tactilo-kinesthetic, and sound stimulation), while paying particular attention to the problem of longitudinal movement cueing and its consequences on braking behaviour. We also examine the limitations of simulators in relation to simulator sickness. This review demonstrates the need for in-depth research, not only to assess the validity of simulators and their technological changes, but also to guide their future development. A chart summarizes the features of current driving simulators and describes a wide variety of configurations.