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Questionnaire pré-expérimentation

Bonjour à vous, bienvenue à ce questionnaire pré-expérimentation qui permet de jeter les bases de l'analyse qui sera faite par la suite. Nous espérons que vous apprécierez votre séjour parmi nous. 

Avant toute chose veuillez s'il vous plait lire attentivement la description du projet qui vous est présentée ci-dessous.

(Cette question est obligatoire)

Formulaire d’information et de consentement électronique CONCERNANT LA PARTICIPATION

 

Ce formulaire d’information et de consentement a été approuvé le [Ajouter la date] par le Comité d’éthique de la recherche de l’Université du Québec à Chicoutimi (CER-UQAC). No de référence : [Ajouter le numéro du projet].

 

 

Nous sollicitons votre participation à un projet de recherche intitulé : Évaluation des modèles d'interaction humain robot afin de réduire les troubles musculosquelettiques dans une cellule de travail hybride.

 

Cependant, avant de donner votre consentement pour participer à ce projet, veuillez prendre le temps de lire, de comprendre et de considérer attentivement les renseignements qui suivent. De plus, nous vous invitons à poser toutes les questions que vous jugerez utiles au chercheur responsable du projet ou aux autres membres affectés à ce projet de recherche et à leur demander de vous expliquer tout mot ou renseignement qui n’est pas clair.

 

  1. Présentation des chercheurs

 

 

Noms et prénoms

Fonctions

Département

Cycle d’étude

Programme

Responsabilités

Chercheur principal

OTIS, Martin

Professeur (UQAC)

Département des sciences appliquées (DSA)

 

 

Direction des étudiants et du projet

Co chercheurs

MEZIANE, Ramy

Professeur (UQAC)

Département des sciences appliquées (DSA)

 

 

Codirection des étudiants

TCHANE DJOGDOM, Gilde Vanel

Étudiant (UQAC)

Département des sciences appliquées (DSA)

Étudiant– 3e cycle

3737

Étudiant responsable du protocole expérimental et de l'analyse des données

GENSYTSKYY, Oleksiy

Étudiant (UQAC)

Département des sciences appliquées (DSA)

Étudiant– 1e cycle

7944

Soutient technique lors des acquisitions avec les participants.

KHOSHBIN, Elham

Étudiant (UQAC)

Département des sciences appliquées (DSA)

Étudiant– 3e cycle

3737

Analyse des données et écriture des articles scientifiques en support à Gilde Vanel.

 

  1. Financement

Le financement initial du projet a été octroyé par le FRQNT (Fond de la recherche du Québec Nature et technologie).  L’infrastructure utilisée dans ce projet a été financée par le FCI (Fond canadien pour l’innovation) et le Ministère de l’économie et de l’innovation (MEI).

 

  1. Description du projet et objectif(s)

3.1 Description du projet de recherche:

 

La personnalisation des produits est devenue une préoccupation pour l’industrie manufacturière. Les entreprises de fabrication sont amenées à s’orienter vers la production de petites quantités de produits personnalisés qui répondent aux exigences de la demande. Ce faisant, les entreprises de fabrication ont besoin d‘unités de production rapidement reconfigurables. Ces unités de production utilisent des robots collaboratifs permettant de combiner les avanatges de l’intelligence humaine et de l’infatiguable mécanique robotique.

Cette collaboration introduit deux problèmes majeurs :

  • La sécurité de l’utilisateur : il s’agit d’une composante essentielle à tout système interactif pour garantir l’absence de contacts indésirables entre le robot et l’humain. Bien que des efforts considérables aient été déployé pour la conception de robots sécuritaires, le facteur humain est le plus important dans les accidents. En effet, il est démontré que 20% des accidents industriels sont dues aux effets de fatigues, de stress et de perte de concentration  dans les activités de production. Le facteur humain doit être considéré pour ajuster le comportement du robot.
  • Partage d’activités de production : afin de combiner les avantages de l’humain à ceux du robot, un moyen de communication est requis. En ce sens, puisque l'environnement est potentiellement bruité et que les mains sont déjà utilisées à la réalisation des tâches de production, il est suggéré d'utiliser les gestes des membres inférieurs afin de transmette des commandes au robot de manière similaire à une pédale au pied. Par exemple, une commande est d'indiquer au robot une transition entre le mode autonome (le robot exécute les séquences d’actions pré programmées) vers le mode collaboratif (le robot agit en support à l’humain). La confirmation de la réalisation de l'exécution de la commande est transmise à l'opérateur en utilisant différentes techniques (lumineuse, sonore ou vibrations et pression sur la peau).

Notre projet de recherche vise d’une part l’évaluation indirecte de l’état mental de l’humain par le biais d’un casque intelligent instrumenté ainsi qu’un électromyogramme au bras pour modifier le comportement du robot et d’autres part l’étude d’une nouvelle stratégie de commande basée sur les gestes du pied captés au moyen d’une semelle instrumentée pour commander le robot lorsque les mains sont occupées. Enfin, il sera requis de différentier les mouvements de l’humain lors d'un déplacement dans l'usine et les mouvements associés à la commande d'un robot.

 

3.2 Objectifs:

 

L’objectif directeur de cette recherche est l’amélioration de la communication entre les mécanismes robotiques et l'humain dont les objectifs spécifiques sont :

  1. diminuer les risques d’accidents;
  2. établir une méthode interactive pour faciliter la production personnalisée;
  3. calculer des indices indirectement liés à l'état de l'opérateur (fatigue, stress, etc.);
  4. mesurer l’impact des perturbations sur la concentration lors d’une tâche de manipulation en utilisant un calcul d'indice basé sur l’état de l’opérateur et
  5. évaluer le système en termes de santé et de sécurité au travail lors de l’utilisation de scénarios réalistes avec des groupes de participants.

 

  1. Déroulement

L’expérimentation au LAR.i de l’UQAC se déroulera suivant  deux grandes phases explicitées ci-dessous :

 

Phase A) Pré-expérimentation

 

  1. Vous devez remplir un questionnaire en ligne afin de valider que vous êtes admissible à l’étude. Cela prendra environ 5 minutes.
  2. Vous devez insérer la semelle dans votre chaussure de même que des capteurs dont un à la tête (casque de sécurité) et un au bras.
  3. Vous devez reproduire les différents mouvements du pied et de la tête qui vous seront présenté.
  4. Vous devez réaliser trois fois le test de la chaise instrumentée (TUG) incluant les trois marches d’escalier installé (se lever, s’assoir, marcher normalement, tourner, monter, descendre les trois marches d’escalier).
  5. Un formulaire d’observation sera rempli pendant l’expérimentation du TUG par un chercheur.

 

Phase B) Expérimentation

 

Un convoyeur achemine des pièces (rotor et stator) émanant d’un distributeur. Vous aurez à interagir avec le bras du robot (prendre le bras du robot et l’orienter), afin de saisir une autre pièce (une vis) dans une boîte avec l’aide de la pince du robot. Ensuite, vous aurez à assembler le moteur électrique en mouvement sur le convoyeur pour compléter la tâche.

Vous aurez à effectue la tâche d’assemblage 12 fois où l’agencement des perturbations sera différent. Les types de perturbations sont de deux types : sonores et visuelles. La perturbation sonore peut être, par exemple, le déclanchement d’une alarme ou le passage d’un chariot élévateur. Les perturbations visuelles sont de deux types : un flash lumineux et le port de lunettes usées. Afin de prévenir le participant d’un danger potentiel, des avertissements audio, visuel et haptique seront utilisés. Le signal visuel et audio consistent en un phare rotatif (gyrophare) et en une alarme. L’avertissement haptique se caractérise par une vibration tactile au niveau de la tête et du pied. La vibration est constituée d’une ou de plusieurs fréquences de différentes amplitudes et de différentes enveloppes (forme d'onde) et est générée dans le casque et dans la semelle.

 

Le déroulement de l’expérimentation se décline par les étapes suivantes :

 

  1. Vous devez vous familiarisation avec le matériel de l'expérimentation dont le robot.
  2. Utiliser le robot en mode de troisième main robotique.
  3. Vous installer dans la cellule de travail, et commencer l’assemblage des pièces pendant une minute.
  4. Vous aurez à changer le mode du robot en utilisant un geste pour passer en mode exosquelette pour le déplacement du moteur une fois assemblé.
  5. Vous aurez à vous lever de la chaise, prendre une autre boîte de vis sur le sol et la mettre sur la table en mode exosquelette.
  6. Vous aurez à répondre à un deuxième questionnaire NASA TLX / QUEAD adapté sur Lime Survey;
    1. Prendre une pause de 2 minutes.
  7. Refaire douze fois la tâche d’assemblage avec les différents types de perturbations, d’avertissements et de gestes à partir de l’étape B.2;

 

À l’issue de ces phases de test, vous pourrez retirer la semelle ainsi que le capteurs à la tête et au bras. Dès que les données seront extraites de la semelle, du bracelet et du casque, il ne sera plus possible des les effacer. Le temps estimé à l’UQAC est de 1h15min afin de compléter l’ensemble des opérations :

  • le temps requis pour effectuer les questionnaires est estimé à 15 minutes;
  • le temps requis pour effectuer les TUG est 10 minutes;
  • le temps pour se déplacer et s’installer au laboratoire est de 10 minutes et
  • le temps pour effectuer la tâche d’interaction est de 30 minutes.

L’utilisation de la semelle, le casque et le bracelet peut occasionner un risque identifié à la section 5.1. Lorsque vous porterez la semelle, le casque ou le bracelet, si vous sentez  la température augmenter, veuillez les retirer et nous en aviser directement. Le cuir (en contact avec votre peau) et le polymère entourant l’électronique devraient vous protéger contre une augmentation significative de la température. La conception de la semelle et du casque a été réalisée de manière à réduire tous les risques, mais il est impossible de réduire complètement tous les risques.

 

  1. Risques et bénéfices

5.1 Risques

Le projet de recherche est axé sur la détection des caractéristiques de l’utilisateurs au moyen des dispositifs d’intelligence embarqué. Ces dispositifs électroniques étant encore sous forme de prototype et n’ayant pas encore reçu d’homologation CSA, il se peut que le dispositif électronique chauffe dépendamment de la configuration d’utilisation (en charge , en décharge complète etc..). Ce risque est intrinsèquement lié à la nature de la batterie utilisée qui est la même que celle utilisée dans les téléphones portables. Le risque de destruction de la batterie suite à une surchauffe est le même que celui rencontré dans un téléphone cellulaire. Par exemple, SAMSUNG (le concepteur des téléphones intelligents Galaxy) a eu des problèmes récemment avec quelques cas de brûlure. Il n’y a aucun moyen connu pour réduire ce risque, outre notre conception qui ajoute une couche de protection (cuir et polymère) supplémentaire à celle d’un téléphone (feuille de plastique mince entre la batterie et la peau). La batterie est fournie par un fournisseur canadien qui rencontre les normes dans le domaine.

  • Dans le cas où vous subissez une brûlure, nous fournissons, à la fin de ce formulaire, une liste d’actions à entreprendre.
  • Dans le cas d’un doute, veuillez-nous en aviser directement.

 

5.2 Bénéfices

Ce risque pourrait être compensé par un avantage significatif, soit d’améliorer les connaissances sur des méthodes sécuritaires et intuitives de collaborations avec les robots et ce, en tenant compte explicitement de de l’état (physique et mental) de l’humain. Par ailleurs, un tel essor contribuerait grandement à un plus grand essor des robots collaboratifs en industrie et des robots compagnons pour assistance de vie des personnes âgées. Les résultats des analyses seront publiés dans des articles scientifiques. Par exemple, dans un contexte d’équité, de diversité et d’inclusion (EDI), un robot collaboratif et interactif en industrie pourrait faciliter l’intégration de personnes à mobilité réduite dans des tâches de manutention, de facilité la réinsertion au travail de personne ayant subit un accident ou de personnes qui ont moins de masse musculaire pour effectuer des travaux avec des charges importantes.

  1. Confidentialité, diffusion et conservation

 Dans le but de garantir le respect de vos informations, nous nous assurons des faits ci-après :

  1. Avant, pendant et après l’expérience, aucun nom ne sera utilisé pour identifier le participant et aucun enregistrement audio ne sera effectué sur le participant. L’accès à l’identité du participant est impossible pour qui que ce soit, même pour les membres de l’équipe de recherche
  2. Vous pouvez donner votre consentement pour qu’un court clip vidéo soit enregistré afin de montrer les étapes de l’expérience. Dans ce cas, vous seriez filmé de dos seulement.
  3. Les questionnaires vous sont soumis par l’intermédiaire d’un outil de sondage en ligne en utilisant Lime Survey, dont le serveur est localisé au Canada. Veuillez noter que l’accès aux données est assujetti aux lois d’accès à l’information de ce pays. Une copie des données sera conservée dont les garanties de confidentialité sont expliquées à l’adresse internet suivante : http://fr.surveymonkey.com/mp/policy/privacy-policy/
  4. Bien que les résultats de cette recherche soient diffusés dans des journaux scientifiques et que les données brutes soient rendues publiques, aucun renseignement identifiant le ou les participant(s) ne sera dévoilé lors de la diffusion de ces résultats.
  5. Les données brutes anonymes, le contenu des articles ainsi que le contenu des analyses des données seront rendus disponible publiquement sur le dépôt institutionnel de l’UQAC. Les statistiques présentées dans les articles scientifiques effectuent un traitement général des données.
  6. Les données recueillies vous concernant seront gardées sous clé dans le bureau du chercheur principal Martin Otis (UQAC) pour une période minimale de 7 ans et ensuite détruites de façon sécuritaire. Toutes les données provenant des instruments de mesure sont anonymes et elles seront conservées sur le dépôt institutionnel de l’UQAC.

 

  1. Compensation

Aucune rémunération ou compensation ne sera offerte aux participants.

 

  1. Participation volontaire et droit de retrait de l'étude

Votre participation à ce projet de recherche est volontaire. Vous êtes donc libre de refuser d’y participer. Vous pouvez également vous retirer de ce projet à n’importe quel moment, sans avoir à donner de raisons, en faisant connaître votre décision au chercheur responsable du projet, et ce, sans qu’il y ait de préjudices.

  • Cependant, il ne sera pas possible d’effacer les données mesurées après que vous quittiez le lieu de l’expérience. Lorsque les données seront récupérées de la semelle, il ne sera plus possible de les effacer. Bien qu’il existe un lien entre les questionnaires et les données, nous souhaitons conserver toutes les mesures effectuées.

En aucun cas le consentement de participer à la recherche implique que le participant renonce à ses droits légaux ni ne décharge les chercheurs, les promoteurs ou les institutions impliquées de leurs responsabilités légales et professionnelles.

 

  1. Engagement du chercheur responsable et personnes ressources

Le chercheur responsable de ce projet de recherche s’engage, avec l’équipe de recherche, à respecter ce qui a été convenu au formulaire d’information et de consentement. De plus, si vous avez des questions concernant le projet de recherche ou si vous éprouvez un problème que vous croyez lié à votre participation au projet de recherche, vous pouvez communiquer avec le responsable du projet de recherche aux coordonnées suivantes : Martin Otis, martin.otis@uqac.ca.

Pour toute question d’ordre éthique concernant votre participation à ce projet de recherche, vous pouvez communiquer avec la coordonnatrice du Comité d’éthique de la recherche aux coordonnées suivantes : 418 545-5011 poste 4704 (ligne sans frais : 1-800-463-9880 poste 4704) ou cer@uqac.ca

  1. Consentement du participant

J'ai pris connaissance des informations ci-dessus et j’en comprends le contenu. De ce fait, ma participation est volontaire et je consens à ce que mes réponses soient utilisées pour les fins de ce projet de recherche.

J’accepte d’être filmé de dos et je comprends que le clip vidéo sera disponible sur le dépôt institutionnel de l’UQAC 

(Cette question est obligatoire)

J’accepte de participer :

Index des questions