En tant que roboticien, Nicolas Perrin-Gilbert a d’abord développé plusieurs prototypes de béquilles motorisées. Mais au fil des expérimentations, il réalise qu’une solution passive peut suffire à résoudre une grande partie du problème. Après de nombreuses itérations, il conçoit alors LEGMIO, une béquille pensée pour libérer une main tout en conservant stabilité et confort de déplacement.

L’invention a donc été conçue pour répondre à une difficulté bien connue des personnes en rééducation ou en convalescence. Avec des béquilles classiques, les gestes les plus ordinaires deviennent rapidement compliqués : ouvrir une porte, transporter un objet ou encore tenir un téléphone nécessite souvent de s’arrêter ou de perdre l’équilibre. LEGMIO cherche justement à rendre ces situations plus simples et plus sûres.

Une approche centrée sur l’autonomie

Le système repose sur une conception à double appui pensée pour améliorer la stabilité des déplacements. Cette architecture permet à l’utilisateur de gagner en liberté de mouvement et d’effectuer certaines tâches du quotidien sans immobiliser ses deux mains.

Contrairement à de nombreuses innovations technologiques très complexes, LEGMIO mise avant tout sur l’usage pratique. L’objectif n’est pas d’ajouter des fonctionnalités connectées, mais d’apporter une solution concrète à un problème rencontré par de nombreuses personnes qui se déplacent à béquilles de façon temporaire ou permanente.  

Une invention immédiatement compréhensible

L’un des points forts du projet réside dans son évidence. Dès les premières démonstrations, on comprend rapidement l’intérêt du dispositif. Les utilisateurs peuvent se déplacer plus facilement tout en gardant la possibilité de porter un petit sac, utiliser leur téléphone ou manipuler un objet du quotidien.

Dans le domaine des aides à la mobilité, les innovations les plus marquantes sont souvent celles qui répondent à des besoins très concrets sans complexifier l’expérience des utilisateurs.

Cette reconnaissance obtenue au Concours Lépine 2026 pourrait désormais permettre au projet de gagner en visibilité et d’envisager un développement plus large. Derrière cette invention se trouve surtout une ambition humaine : rendre les déplacements plus simples et moins contraignants pour les personnes temporairement ou durablement fragilisées.

En savoir plus sur Legmio, la béquille qui libère les mains.

Contact scientifique : Nicolas Perrin-Gilbert, chargé de recherche CNRS à l’ISIR

Publié le 29/05/2026

C’est dans ce contexte que s’inscrit une étude récente menée dans le cadre du projet ANR MATCH Audio-Touch, porté par un consortium de chercheurs et chercheuses de l’ISIR – Sorbonne Université et de l’Université Paris-Saclay. Ces travaux, portés par Francisco Barbosa Escobar, postdoctorant à l’ISIR, et Malika Auvray, directrice de recherche CNRS à l’ISIR, ont fait l’objet d’une publication dans la revue Psychological Research de Springer Nature sous le titre « The emotional responses to the sounds of organic affective tactile gestures » .

Le projet explore une question originale : et si le son pouvait, en partie, transmettre les effets émotionnels du toucher affectif ?

Le son comme substitut sensoriel du toucher affectif

L’étude s’intéresse aux émotions suscitées par l’écoute de sons issus de gestes tactiles affectifs réels, tels qu’une caresse sur l’avant-bras ou un effleurement de la joue. Ces sons ont été enregistrés lors d’interactions spontanées entre partenaires engagés dans une relation, puis présentés de manière isolée à d’autres participants et participantes, sans contact physique ni image associée.

Le choix du son comme modalité alternative n’est pas anodin : les ondes sonores et tactiles partagent des propriétés physiques proches, ce qui en fait un moyen prometteur pour transmettre, au moins partiellement, les bénéfices du toucher affectif. Cette étude prolonge ainsi un premier volet du projet MATCH en allant au-delà de la simple reconnaissance des sons du toucher affectif, pour examiner leur impact émotionnel et l’influence du sens et des attentes des auditeurs et auditrices. 

Comprendre l’espace émotionnel des sons produits par le toucher affectif 

L’objectif principal de l’étude était d’examiner l’espace émotionnel des sons produits par le toucher affectif organique, lorsqu’ils sont entendus seuls. L’équipe de recherche s’est notamment posé les questions suivantes : Ces sons peuvent-ils susciter des émotions positives ? Quelles variables influencent ces émotions ?

Pour y répondre, cinq expériences ont été menées afin de dissocier les réponses émotionnelles liées au toucher affectif et d’identifier les facteurs qui les modulent. Les sons ont été extraits à partir d’enregistrements réalisés auprès de 14 couples, privilégiant des gestes tactiles spontanés plutôt que standardisés, afin d’évaluer plus écologiquement le traitement psychologique du toucher affectif et de ses indices multisensoriels, et d’en saisir les nuances.

Des perspectives prometteuses pour les interactions humaines, numériques et robotiques

Les résultats montrent que les sons du toucher affectif, pris isolément, suscitent globalement des émotions légèrement positives, et que les participants et participantes ont une capacité limitée à identifier correctement ces gestes uniquement à partir du son.

Cependant, un résultat majeur se dégage : le sens attribué aux sons compte fortement. 

Lorsque les participants et participantes sont informés que les sons proviennent de gestes de toucher affectif, la valence émotionnelle ressentie augmente par rapport à des situations sans contexte ou présentées comme des interactions avec des objets. De plus, plus un son correspond aux attentes préalables des individus concernant ce que devrait être un son de toucher affectif, plus l’émotion positive ressentie est élevée, même si ces attentes restent dans l’ensemble peu précises. 

Cette étude est la première à cartographier la dimension émotionnelle auditive du toucher affectif, ouvrant un champ de recherche encore émergent mais riche en perspectives.

Au-delà des apports fondamentaux, ces résultats ouvrent des pistes appliquées prometteuses pour renforcer les réponses émotionnelles à des stimuli non tactiles dans le cadre d’interactions interpersonnelles. Les sons de toucher affectif pourraient, par exemple, renforcer l’impact émotionnel de récits, de contenus audiovisuels ou d’interactions numériques mettant en scène des relations sociales. Ils pourraient aussi enrichir les interactions avec des agents virtuels, des robots ou des systèmes d’IA anthropomorphisés, en apportant une dimension émotionnelle supplémentaire, non tactile mais évocatrice.

Cette recherche s’inscrit pleinement dans les thématiques de l’ISIR, au cœur de ses travaux sur le toucher social, la multimodalité sensorielle et les interactions humain-machine. Elle s’appuie sur une collaboration étroite entre les chercheuses Malika Auvray et Catherine Pelachaud, et prolonge une dynamique déjà engagée à travers d’autres projets, dont une thèse CIFRE avec l’entreprise Humans Matter. L’objectif à long terme est d’explorer comment les sons du toucher peuvent faciliter et améliorer nos interactions, qu’elles soient humaines, virtuelles ou robotiques.

Contact scientifique : Francisco Barbosa Escobar, postdoctorant, et Malika Auvray, directrice de recherche 

Publié le 26/01/2026

Modéliser des agents virtuels pour des interactions plus naturelles et interactives

Catherine Pelachaud, directrice de recherche au CNRS au sein de l’ISIR, se distingue par ses travaux sur la modélisation des interactions humain-agent, en particulier dans le contexte des personnages virtuels humanoïdes capable de communiquer verbalement et non verbalement. Cette recherche repose sur trois piliers fondamentaux : la perception (comprendre ce que dit l’humain et comment il/elle le dit), la génération (produire des comportements multimodaux de l’agent) et l’interaction (gestion des tours de parole, adaptation, choix des stratégies conversationnelles, etc.).

Avec ses collaborateurs et collaboratrices, Catherine Pelachaud a mis au point des approches novatrices pour modéliser les comportements communicatifs, émotionnels et sociaux qui émergent lors d’une interaction. L’originalité de son approche réside dans la prise en compte de la richesse et de la complexité des fonctions pragmatiques, émotionnelles et dialogiques. Ses travaux explorent également le toucher social, un domaine innovant dans l’interaction humain-agent : comment doter un agent virtuel de la capacité de toucher son interlocuteur humain et d’être touché en retour ?

Depuis quelques années, ses recherches explorent l’adaptation entre interlocuteurs comme indicateur d’engagement et de relation interpersonnelle dans une interaction. Plutôt que de se limiter à un seul facteur, souvent l’imitation du sourire, elle développe des approches intégrant divers mécanismes comme l’alignement lexical, la synchronisation comportementale et des stratégies conversationnelles. Grâce à des modèles d’apprentissage par renforcement et apprentissage profond, ses agents virtuels s’adaptent en temps réel à leurs interlocuteurs.

Ses recherches ne sont pas centrées sur une application unique, mais s’intègrent dans divers projets collaboratifs. L’ensemble des travaux menés sont intégrés dans Greta, une plateforme d’agent virtuel, permettant à d’autres chercheurs, chercheuses et partenaires de bénéficier de ces avancées. Greta est utilisée dans plusieurs projets européens, favorisant ainsi un rayonnement scientifique international.

Un parcours international au service de la recherche et du partage des connaissances

Catherine Pelachaud a réalisé sa thèse à l’University of Pennsylvania, à Philadelphie, un choix en parfaite continuité avec son intérêt pour l’animation du corps humain. Son sujet de thèse portait sur la modélisation des expressions faciales d’une tête parlante, bien avant que l’on parle d’agent conversationnel. Après son doctorat, elle a poursuivi en post-doctorat, avant de partir en Italie où elle a bénéficié d’une bourse Marie-Curie. Après une dizaine d’années en Italie, elle est rentrée en France en obtenant un poste de professeur, puis a rejoint le CNRS en 2008.

Elle mène aujourd’hui plusieurs projets de recherche en collaboration avec différentes équipes. Avec Catherine Achard, elle a récemment encadré deux thèses sur l’interaction humain-agent, l’une sur la gestion des interruptions et l’autre sur l’amélioration de la boucle interactive grâce aux réseaux de neurones récurrents. Elle explore également le toucher social en réalité virtuelle avec Malika Auvray et Indira Thouvenin dans le cadre du projet ANR MATCH. D’autres travaux portent sur le développement de modèle génératif de comportements multimodaux avec Laure Soulier et Nicolas Obin, ainsi que sur les aspects socio-émotionnels de l’interaction avec Laurence Chaby. En linguistique, elle collabore avec Jonathan Ginzburg sur l’analyse de la sémantique et de la pragmatique du rire chez les enfants, et co-encadre une nouvelle thèse sur la caractérisation et la détection des réparations conversationnelles et sociales avec Chloé Clavel et Nicolas Rollet.

Passionnée par la recherche, elle s’investit fortement dans l’encadrement des doctorants et doctorantes et joue un rôle actif dans sa communauté scientifique. Elle participe à l’organisation de conférences, fait partie de comités d’édition de journaux et partage ses connaissances notamment à travers des interviews. En 2022, elle a co-édité un livre regroupant 28 chapitres sur les agents et robots sociaux interactifs, publié par ACM et distribué en libre. Cet ouvrage de référence est conçu pour aider les nouveaux chercheurs à se familiariser avec les enjeux du domaine et à approfondir leurs propres recherches.

Elle souligne que ce qui la passionne le plus dans son travail, ce sont les collaborations interdisciplinaires, qui lui permettent d’élargir ses horizons tant sur les thématiques abordées que sur les méthodologies employées.

Une reconnaissance institutionnelle avec la Légion d’Honneur

En reconnaissance de ses 27 années de contributions à la recherche sur l’interaction humain-agent, Catherine Pelachaud a été nommée Chevalier de l’Ordre national de la Légion d’Honneur par le ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche. 

Recevoir cette distinction a été une surprise pour la chercheuse, qui avoue un sentiment particulier face à cette reconnaissance. « Ce n’est pas comme avoir une reconnaissance de mes pairs. La Légion d’Honneur est une reconnaissance d’une institution. C’est un sentiment étrange de ne pas savoir qui m’a nommée. Mais je suis heureuse de l’avoir reçue », confie-t-elle.

Fidèle à son engagement envers la recherche et la transmission du savoir, elle adresse un message aux jeunes chercheuses : « Continuez à faire ce qui vous passionne ! ». Une invitation à persévérer et à s’engager pleinement dans la recherche, à l’image de son propre parcours marqué par la passion de la recherche.

Félicitations à Catherine Pelachaud pour cette distinction méritée, qui vient couronner une carrière dédiée à la compréhension et à l’amélioration de l’interaction humain-agent.

Contact scientifique : Catherine Pelachaud, directrice de recherche CNRS

Publié le 06/03/2025.

David Cohen est professeur à Sorbonne Université et chef du service de psychiatrie de l’enfant et de l’adolescent de l’hôpital Pitié-Salpêtrière à Paris. En tant que membre de l’ISIR, il mène des recherches à la frontière entre psychiatrie, robotique et apprentissage automatique. Il est honoré par le grand prix de la Fondation Philippe et Maria Halphen 2024, décerné par l’Académie des sciences, pour ses travaux particulièrement novateurs sur les psychoses.

Pionnier dans sa discipline, David Cohen, professeur à Sorbonne Université, membre de l’ISIR, allie depuis plus de vingt ans la psychiatrie, la robotique et l’intelligence artificielle pour mieux comprendre et traiter les troubles du neuro-développement et les maladies mentales précoces. En 1987, il obtient un diplôme en neurosciences de l’université Pierre et Marie Curie et de l’École normale supérieure, puis un doctorat en médecine en 1992. Il se spécialise alors en psychiatrie de l’enfant et de l’adolescent. 

David Cohen mène, dans un premier temps, des études cliniques et des recherches s’appuyant sur des outils classiques de son domaine comme la génétique ou la biologie moléculaire. Mais alors qu’il travaille sur le traitement du signal social, sa rencontre avec l’ingénieur en robotique Mohamed Chetouani, professeur à Sorbonne Université et membre de l’ISIR, marque un tournant dans sa carrière. Leurs univers, en apparence éloignés, s’avèrent en réalité bien plus proches qu’imaginés.

« Il y a 20 ans, être un psychiatre qui s’intéresse à ce que nous appelons aujourd’hui l’intelligence artificielle était quelque chose d’exceptionnel ».

L’un veut faire en sorte que les machines comprennent certaines caractéristiques de l’humain dans leurs interactions. L’autre est confronté à de nombreux patients ayant des difficultés avec les interactions sociales. « Nous nous sommes aperçus que les modélisations en robotique pouvaient nous éclairer sur ce qui se passait au niveau clinique. Cela a été le début d’une collaboration qui se poursuit jusqu’à aujourd’hui », précise David Cohen. Leurs premiers travaux sur le signal social prosodique (la voix) dans les interactions parents-bébé leur apportent une importante visibilité à l’international. Riche de ce succès, David Cohen décide alors de transférer ses activités de recherche d’un laboratoire de psychiatrie à l’ISIR.

Ces travaux interdisciplinaires ont ensuite donné lieu à de nouvelles méthodes de rééducation. David Cohen et ses collaborateurs ont ainsi travaillé sur trois jeux sérieux. Le dispositif eGOLIAH, par exemple, contraint l’enfant pour jouer, à interagir avec un parent ou un soignant. L’outil Dynamilis aide les enfants à améliorer leur écriture. Le jeu Poppins s’attaque, quant à lui, aux problèmes de lecture et a fait l’objet d’un essai randomisé. « C’est vraiment gratifiant d’aboutir à des applications concrètes. Dans cette même idée, nous développons actuellement des dispositifs robotiques pensés comme des assistants de vie scolaire », précise le psychiatre. Par exemple, un robot repère des difficultés subtiles chez l’enfant, comme une perte d’attention, et demande à un enseignant d’intervenir.

« Ce rapprochement avec l’ingénierie a complètement transformé mes recherches en clinique et ma manière de comprendre la psychopathologie. »

Un autre axe cher à David Cohen concerne ses recherches récentes sur les syndromes catatoniques qui associent des symptômes psychiatriques et moteurs. Avec Benoît Girard, directeur de recherche CNRS à l’ISIR et spécialiste de la modélisation du cerveau, il a mis au point un modèle computationnel de la catatonie. Ils ont ainsi pu mettre en évidence un phénomène ondulatoire qui envahit et déséquilibre le cerveau. « Ce sont des résultats préliminaires extrêmement encourageants et innovants. Désormais, nous voulons appliquer des méthodes de machine learning dans le but d’extraire des motifs cachés dans le signal électrique d’encéphalogrammes de patients et ainsi mieux comprendre ce phénomène », ajoute David Cohen.

Pour ses travaux novateurs sur les maladies psychiatriques, l’Académie des sciences vient de décerner à David Cohen le grand prix de la Fondation Philippe et Maria Halphen. « C’est une récompense pour les équipes avec qui je travaille, mais aussi la reconnaissance d’une prise de risque. Celle de m’être associé à des ingénieurs en robotique à une époque où cela n’existait pas encore, mais qui s’est avéré être un pari gagnant », conclut-il.

Contact scientifique : David Cohen, professeur des Universités

Publié le 07/01/2025.

Comprendre les demandes d’un chirurgien et localiser les vertèbres d’un patient, ce n’est pas aux étudiants, mais aux robots, que Nicolas Thome veut l’apprendre. Ce professeur à Sorbonne Université, membre de l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR – CNRS/Sorbonne Université) applique en effet son expertise en intelligence artificielle (IA) à une plateforme de chirurgie robotisée. Un projet qui va se dérouler dans le cadre d’une chaire à l’Institut universitaire de France (IUF).

Si les robots ont depuis longtemps fait leur entrée dans les salles d’opération, l’intelligence artificielle n’en franchit que rarement le seuil, à cause, notamment, d’incertitudes trop importantes sur ses prédictions. Nicolas Thome, professeur à Sorbonne Université, membre de l’Institut des systèmes intelligents et de robotique (ISIR, CNRS/Sorbonne Université), adapte donc des méthodes d’apprentissage automatique et profond aux robots chirurgicaux.

Ce spécialiste de la vision par ordinateur et de l’IA a en effet orienté il y a une dizaine d’années ses recherches vers le traitement de données et d’images médicales. Ses travaux ont par exemple porté sur l’identification automatique de structures biologiques, comme le foie ou le pancréas pour l’abdomen, ou le recalage de données issues de différentes techniques d’imagerie.

Nicolas Thome vient d’être nommé à l’Institut universitaire de France (IUF), sur une chaire fondamentale senior. Ayant rejoint deux ans auparavant l’ISIR, un laboratoire qui comporte une plateforme dédiée à la chirurgie du rachis – c’est-à-dire de la colonne vertébrale – il pourra désormais appliquer pleinement son expertise en apprentissage statistique à la robotique. 

Cette plateforme est gérée par l’équipe RPI-Bio et utilisée par Raphaël Vialle, chef de service de chirurgie orthopédique et réparatrice de l’enfant à l’hôpital Trousseau – AP-HP. Ils y testent notamment un robot d’assistance à la chirurgie, auquel Nicolas Thome veut intégrer des outils méthodologiques issus de l’intelligence artificielle. « Mon projet est organisé en trois axes : la planification guidée par le langage, le contrôle hybride alliant commande robotique et apprentissage et, enfin, la quantification de l’incertitude« , décrit l’enseignant-chercheur.

« J’ai hâte d’appliquer mes connaissances à une plateforme robotique fonctionnelle aussi unique et précieuse. »

La planification guidée par le langage doit permettre au chirurgien de donner des instructions au robot, en direct et par la voix. Le tout doit être suffisamment simple et fluide pour laisser le praticien se concentrer sur son opération. En exploitant les derniers modèles de langue, les mots du médecin devront être automatiquement transcrits et traduits en commandes, par exemple pour que le robot se déplace vers une vertèbre particulière.

Le projet va s’accompagner d’un travail sur la perception visuelle du robot, qui est pour l’instant aveugle. Nicolas Thome va développer des modèles pour que le dispositif médical puisse, à l’aide de caméras, reconnaître et localiser les structures biologiques du patient. « C’est à ce niveau que la perception intervient, car le robot devra les repérer en amont à partir d’imageries médicales préopératoires, précise Nicolas Thome. Or il faudra qu’il puisse s’adapter au fait que le patient ne se tiendra jamais exactement dans la même position que lors de l’imagerie, et que divers phénomènes, comme la respiration, déplacent les organes. L’apprentissage statistique et la vision par ordinateur permettront d’automatiser ce processus de recalage. »

« Ces travaux aideront les chirurgiens à davantage accepter d’utiliser la robotique et l’IA. »

La partie sur l’hybridation vise à intégrer de l’apprentissage dans la commande du robot, afin qu’il réagisse mieux à des phénomènes qui ne peuvent pas être simplement modélisés. C’est par exemple le cas si une commande du chirurgien fait frotter la machine contre une vertèbre ou si elle entraîne une inertie assez forte pour perturber son mouvement.

« Les modèles d’IA ont souvent du mal à exprimer à quel point leurs prédictions sont fiables ou non, insiste Nicolas Thome. Or le chirurgien a absolument besoin de le savoir. C’est pourquoi la troisième partie sera consacrée à la quantification de l’incertitude« . Le manque de visibilité, dû par exemple à des occultations lors d’une opération, peut notamment nuire à l’identification des structures biologiques par une IA. Celle-ci doit donc être capable de prévenir les utilisateurs de cette situation d’échec inattendue, afin de déterminer à quel point ces conditions affectent les performances du système, et d’en informer le chirurgien. Le projet, d’une durée de cinq ans, apportera ainsi de nouvelles briques méthodologiques pour une intégration plus fiable et efficace de la robotique et de l’IA au service de la chirurgie.

Contact scientifique : Nicolas Thome, professeur des Universités

Publié le 02/10/2024.

Exploration des propriétés de la matière qui façonnent les interactions tactiles

« Un simple glissement du doigt nous permet de différencier le verre de l’acrylique, ou bien d’identifier le fil du bois. Le sens du toucher est un véritable microscope perceptuel dont les interactions tactiles fines nous renseignent sur les propriétés de la matière ». Dans sa thèse, Thomas Daunizeau explore comment les propriétés de la matière, de la densité à l’élasticité, façonnent les interactions tactiles à travers trois approches complémentaires.

Une première approche, mêlant bio-tribologie et psychophysique, révèle notre capacité à discerner des aspérités submicrométriques. Cette prouesse, fruit de la viscoélasticité des cellules cutanées, établit les bases d’un codage pré-neuronal des textures.

Une deuxième approche allie robotique souple et bio-inspirée pour créer une peau artificielle. Une superposition de polymères lui confère des capacités de préhension inédites.

Une troisième approche, centrale, vise à enrichir les stimuli tactiles en manipulant des ondes élastiques. S’appuyant sur l’universalité des lois de la physique, les métamatériaux, structures aux propriétés singulières, sont introduits à l’haptique. Déclinés en une gamme de prototypes, ils guident, réfléchissent, ou focalisent les vibrations en adéquation aux prédictions analytiques et numériques.

Impacts et applications pratiques 

Des applications pratiques en robotique et en recherche translationnelle sont envisagées, notamment pour doter les prothèses d’un sens du toucher fidèle grâce à des capteurs tactiles et des peaux artificielles

Ces travaux élargissent également les horizons de la recherche sur les métamatériaux en explorant comment la matière peut être architecturée à différentes échelles pour coder l’information tactile. Les métamatériaux se révèlent particulièrement efficaces dans la création d’interfaces haptiques haute-fidélité capables de recréer des sensations fines et localisées, essentielles pour les malvoyants.

Cette approche a d’ailleurs été exposée à la Cité des Sciences, a fait l’objet de brevets et est désormais incluse dans un programme de pré-maturation technologique. 

EuroHaptics Society PhD Award

En reconnaissance de ses contributions, Thomas Daunizeau a reçu le prix « EuroHaptics Society PhD Award ». Ce prix, décerné lors de la conférence EuroHaptics 2024, récompense au niveau international la meilleure thèse de doctorat sur la science du toucher et/ou les technologies haptiques, sélectionnée pour sa qualité scientifique et son impact potentiel.

Actuellement postdoctorant à l’EPFL, Thomas Daunizeau continue d’approfondir ses recherches à l’intersection des capteurs tactiles, de l’électroadhésion et de la robotique souple.

Contact scientifique : Thomas Daunizeau, Post-doctorant à l’EPFL ; daunizeau(at)isir.upmc.fr

Pour en savoir plus sur ses travaux : https://theses.fr/s267594

Publié le 22/07/2024.

Dans le cadre de son Master 2 de sciences chirurgicales, Eya Jaafar, encadrée par Ignacio Avellino, chargé de recherche CNRS à l’ISIR et le professeur Geoffroy Canlorbe (AP-HP – Sorbonne Université), a étudié les impacts de la vidéo immersive par casque de réalité virtuelle sur l’apprentissage chirurgical.

La formation chirurgicale traditionnelle se déroule en grande partie par compagnonnage. Néanmoins, l’accès au bloc opératoire peut être limité et par conséquent, les premières expériences des internes sont susceptibles d’être difficiles. L’expérience du bloc opératoire peut se montrer à la fois physiquement et émotionnellement exigeante en raison de ses protocoles stricts, ce qui entraîne parfois un manque de clarté des objectifs d’apprentissage, ainsi que des sentiments de peur, d’anxiété et d’intimidation chez les novices.

Pour former les chirurgiens et chirurgiennes, de nouvelles technologies, comme la réalité virtuelle, peuvent être utilisées pour améliorer les connaissances anatomiques, les compétences techniques et la dextérité des apprentis, grâce au visionnage de contenus dans des environnements immersifs. L’utilisation de cette technologie pour la simulation a des bénéfices prouvés et le visionnage de vidéos, autre utilisation de la réalité virtuelle, permet lui aussi l’amélioration de la compréhension de procédures et de l’acquisition des compétences chirurgicales. Ces deux utilisations sont complémentaires et la vidéo se démarque car elle permet de visualiser des procédures chirurgicales réelles plutôt que des simulations. Alors que de plus en plus d’outils de visualisation immersive de vidéos en réalité virtuelle arrivent sur le marché, Eya Jafaar, dans le cadre de son Master 2 de sciences chirurgicales, encadrée par Ignacio Avellino, chargé de recherche CNRS à l’ISIR et le professeur Geoffroy Canlorbe (AP-HP – Sorbonne Université), a cherché à identifier les avantages de ces outils pour l’apprentissage. Pour cette étude, Eya Jafaar a reçu le prix de l’innovation pédagogique de chirurgie 2023.

Dans cette étude, l’étudiante s’est interrogée sur le bénéfice du visionnage en immersion pour l’apprentissage, mais aussi sur les caractéristiques des apprenant·e·s qui influencent cet apport : elle a souhaité comprendre pourquoi certaines personnes bénéficient plus ou moins de l’immersion. 231 étudiant·e·s de 4^ème année de médecine ont été répartis dans deux groupes de manière aléatoire et ont visionné un cours de césarienne sur un écran « classique » et par « immersion ». Avant de commencer l’expérience, les scientifiques ont fait faire un test de rotation mentale aux participant·e·s, afin d’évaluer leur aptitude visuo-spatiale, c’est à dire leur capacité à manipuler mentalement des figures représentées en deux ou trois dimensions.

L’étude démontre que l’immersion est désavantageuse pour la rétention immédiate de connaissances, car elle peut avoir un effet de distraction. Néanmoins, elle permet de mieux préparer les étudiant·e·s à leur première expérience au bloc opératoire. Les participant·e·s formés grâce à la réalité virtuelle se sont sentis mieux préparés, plus confiants, plus à l’aise et moins submergés par les informations.

Par ailleurs, l’étude a mis en lumière une relation positive entre l’aptitude visuo-spatiale et la rétention de connaissances. L’effet négatif de l’immersion peut ainsi disparaître quand les apprentis ont des capacités visuo-spatiales élevées (c’est-à-dire quand elles ou ils arrivent bien à se représenter les objets dans l’espace).

Contact scientifique à l’ISIR : Ignacio Avellino, Chargé de recherche CNRS

Publié le 23 janvier 2024.

Brian, un simulateur de réseaux de neurones novateur

La recherche en neurosciences computationnelles repose sur des logiciels spéciaux pour simuler le fonctionnement du cerveau de manière précise et rapide. Cependant, la plupart de ces logiciels sont limités, car ils ne permettent que l’utilisation de modèles prédéfinis, limitant ainsi les questions de recherche. En revanche, le simulateur Brian adopte une approche novatrice en exprimant les modèles à l’aide d’équations mathématiques et d’unités physiques, permettant une extension facile pour interagir avec un code externe. Cela offre plus de flexibilité, permettant aux chercheurs et chercheuses d’explorer une variété de modèles sans sacrifier la facilité d’utilisation, la précision et la fiabilité du simulateur. En adoptant cette approche, le simulateur Brian a été l’un des premiers à utiliser la génération de code dans le domaine des neurosciences computationnelles, une méthode qui est maintenant largement adoptée.

Le logiciel a été utilisé par des équipes internationales pour mener des centaines d’études scientifiques, allant de la recherche fondamentale sur la dynamique du cerveau, la plasticité et la mémoire à des études biomédicales sur les mécanismes sous-jacents aux troubles cérébraux. Son utilisation s’étend au-delà de la communauté scientifique, touchant également le domaine de l’enseignement, pour un large spectre d’applications.

Le logiciel est développé par Romain Brette, directeur de recherche Inserm à l’ISIR et Marcel Stimberg, ingénieur de recherche à l’ISIR, en collaboration avec Dan Goodman, Senior Lecturer à l’Imperial College London. La première phase de développement a débuté à l’École Normale Supérieure, avant de se poursuivre à l’Institut de la Vision de Sorbonne Université et actuellement à l’ISIR. 

Le logiciel Brian distingué pour sa contribution en neuroscience  

Le logiciel Brian a été nommé lauréat de la catégorie « Documentation » lors de la deuxième édition des Prix Science Ouverte du Logiciel Libre de la Recherche, décernés par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche. Cette reconnaissance vient saluer les efforts de l’équipe de développement.

Les Prix science ouverte du logiciel libre de la recherche récompensent huit logiciels développés par des équipes françaises, mettant en lumière leur contribution à l’avancée de la connaissance scientifique et soulignant le caractère prometteur de leurs travaux. 

Les lauréats se sont vu remettre un trophée conçu par Alix Nadeau, Rose Vidal, Hugo Bijaoui et Lorris Sahli, étudiant-e-s de l’Ecole des arts décoratifs à Paris, inspiré des valeurs de partage et de bien commun de la science ouverte. Chaque trophée a une forme unique, générée par un code logiciel sous licence libre à partir de la description du projet lauréat.

Lien vers le site du logiciel Brian

Lien vers l’annonce des lauréats des prix science ouverte du logiciel libre de la recherche 2023

Référents scientifiques à l’ISIR : Romain Brette, directeur de recherche Inserm et Marcel Stimberg, ingénieur de recherche

Le projet Optobots, issue des recherches menées par Sinan Haliyo, maître de conférences à Sorbonne Université et chercheur à l’ISIR, et Edison Gerena, post-doctorant à l’ISIR, tous deux co-fondateurs de la start-up, propose un dispositif médical novateur pour la manipulation des gamètes destiné à la fécondation in vitro (FIV). Cette avancée technologique a pour ambition d’optimiser le traitement de la FIV en améliorant son coût et en augmentant les chances de succès grâce aux techniques robotiques.

Optobots a été nommé lauréat Grand Prix i-Lab de la 25^ème édition du concours d’innovation de Bpifrance. Ce prix leur a été remis le mardi 4 juillet 2023, lors de la cérémonie de proclamation officielle des résultats au théâtre du Châtelet. Le volet i-Lab du concours soutient la création d’entreprises innovantes s’appuyant sur le transfert des technologies issues de la recherche publique.

Augmenter le taux de réussite et standardiser les processus de la Fécondation In Vitro grâce aux technologies robotiques

L’Organisation Mondiale de la Santé (l’OMS) reconnaît l’infertilité comme un problème de santé publique, qui affecte environ 15% des couples en âge de procréer. La fécondation in-vitro est le traitement principal proposé en cas d’infertilité. En France, 1 naissance sur 30 est conçue grâce à cette technique. Malgré des progrès réalisés, moins de 10 % des embryons fertilisés in-vitro s’implantent avec succès et les taux de réussite varient considérablement d’un laboratoire à un autre. Cela est dû en grande partie à la nature manuelle des procédures. De plus, les instruments utilisés ont très peu évolué au cours de trente dernières années. Par conséquent, la réussite de l’opération est fortement dépendante de la performance et dextérité des opérateurs. 

Optobots propose d’améliorer les techniques de laboratoire pour la FIV par l’utilisation des technologies robotiques brevetées innovantes  pour l’automatisation et l’assistance aux opérateurs. La technologie développée est le fruit de plus de 10 ans de recherche en robotique sur la manipulation d’objets biologiques à l’ISIR et plus récemment d’un partenariat avec le centre d’AMP de l’Hôpital Tenon, Pr. Rachel Lévy et Dr. Charlotte Dupont, co-fondatrices. Le dispositif envisagé optimisera les étapes et le temps passé par les opérateurs, réduira la variabilité des résultats, et permettra d’augmenter le taux de réussite et le rendement des centres de FIV pour le bénéfice des patients.

L’ambition de la startup est d’amener une transition au secteur de l’assistance médicale à la procréation, passant de son état actuel proche de l’artisanat à l’ère de l’industrie 4.0, afin de standardiser les processus et augmenter le taux de réussite de la FIV.

Le projet bénéficie du soutien de Sorbonne Université, de l’AP-HP, de la SATT Lutech, du CNRS Innovation et de l’Ile-de-France DIM ELICIT.

Contact scientifique : Edison Gerena, postdoctorant en ingénierie biomédicale à l’ISIR

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Lien vers le dossier Palmarès 2023 i-Lab

Nombre de décisions de notre quotidien s’appuient sur des données plus ou moins accessibles et faciles à appréhender. L’objectif des recherches d’Yvonne Jansen, chargée de recherche CNRS au Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique, est de faciliter leur compréhension grâce à des outils nous permettant de se représenter et d’interagir avec les informations qui nous entourent à travers la visualisation située.

Elle se consacre tout d’abord à la recherche de nouveaux modes d’interaction humain-machine avant de basculer vers des applications concrètes. Ses premières contributions à l’ISIR, avec sa doctorante Clara Rigaud, portent sur un environnement de partage et d’apprentissage : les Fab Labs. Son objectif :  déterminer la meilleure façon de capturer des données dans un atelier de fabrication. Chaque machine – allant de l’imprimante 3D à la fraiseuse – capte les expériences et renvoie des recommandations à la personne qui est en train de l’utiliser. « Ce dispositif permettait en théorie de réduire la quantité d’essai-erreur qui mène les personnes aux bonnes options grâce aux retours d’expériences antérieures », explique Yvonne Jansen.

Lire l’article sur le site de l’INS2I. 

Contact scientifique : Yvonne Jansen, chargée de recherche CNRS – yvonne.jansen(at)cnrs.fr