Les travaux présentés dans ce manuscrit portent sur l'utilisation des humains virtuels et, plus globalement, des technologies du jeu vidéo pour améliorer le soin aux personnes âgées atteintes de troubles cognitifs. Nos travaux s'articulent autour de deux cas d'utilisation des humains virtuels : comme non-soi et comme soi. Plus spécifiquement, nous avons conçu, implémenté et évalué un agent conversationnel animé, appelé LOUISE (LOvely User Interface for Servicing Elders), ayant pour but de servir d'interface utilisateur accessible dans les dipositifs de compensation cognitives à destination des personnes âgées attenteintes de troubles cognitifs, et un dispositif de thérapie psychologique par la réalité virtuelle pour traiter les conséquences des chutes, appelé Promenade virtuelle. Ces deux projets ont été menés suivant des principes de conception participative en living lab, implicant plusieurs parties prenantes dans le processus de conception (patients, aidants et professionnels de santé). / The work presented in this manuscript investigates the use of virtual huamans, and, more broadly, of video game technologies to improve the care of older adults with cognitive impairment. Our work revolved around two use cases of virtual humans: as non-self and as self. More specifically, we have designed, implemented and evaluated an embodied conversational agent, called LOUISE (LOvely User Interface for Servicing Elders), meant to serve as an accessible user interface in cognitive compensation systems for older adults with cognitive impairment, and a system for virtual reality-based psychological therapy addressing the consequences of falls, called Virtual Promenade. These two projects have been conducted according to the principles of living lab participatory design, involving several stakeholders in the design process (patients, caregivers and healthcare professionals).

Kernthesen Customized Fabrication bietet durch die Verschmelzung von (Mass) Customizingansätzen und digitaler und automatisierbaren Produktionsverfahren wie ADM neue Potentiale für ein kundenspezifischen Produktion der Losgröße 1, einer daraus folgenden intensivierten Kundenintegration, innovativen Produktentwürfen zu bisher unmöglichen Geschäftsmodellen. Digitale Mensch-Maschine-Schnittstellen und digitale Plattformen werden zu wesentlichen Bausteinen von Customized Fabrication (wie Industrie4.0- Strategien generell) und ermöglichen auch neue Kundenerlebnisse. CAD-Files als digitale Blueprints für einfache wie komplexe Konstruktionen und Produktentwicklungen etablieren sich als das nächste Sharing-Medium nach Text, Bild, Audio und Video zwischen Herstellern und Endkonsumenten – und stellen Hersteller wie auch Kunden vor neue Herausforderungen. ADM (Additive Design and Manufacturing bzw. 3D-Druck) gewinnt als hochflexible Fertigungstechnologie zunehmend an Bedeutung für die Massenproduktion und etabliert neue Paradigmen hinsichtlich Produktentwicklung und Design mit zum Teil disruptiver Innovationskraft.

This thesis explores the design, implementation and performance of a new concept for a low-cost, high-resolution, lightweight, compact and highly-portable tactile display. This tactile device is intended to be used in a novel visuo-tactile sensory substitution/supplemen-tation electronic travel aid (ETA) for the blind/visually impaired.Based on the psychophysiology of touch and using Shape Memory Alloys (SMAs) as the actuation technology, a mechatronic device was designed and prototyped to stimulate the sense of touch by creating sensations of contact on the fingertips.The prototype consists of an array of 64 elements spaced 2.6 mm apart that vertically actuates SMA based miniature actuators of 1.5 mm diameter to a height range of 1.4 mm with a pull force of 300 mN up to a 1.5 Hz bandwidth. The full display weights 200 g and its compact dimensions (a cube of 8 cm side-length) make it easy for the user to carry. The display is capable of presenting a wide range of tactile binary information on its 8 x 8 matrix. Moreover, both mechanical and electronic drive designs are easily scalable to larger devices while still being price attractive.Human psychophysics experiments demonstrate the effectiveness of the tactile information transmitted by the display to sighted people and show feasibility in principle of the system as an assistive technology for the blind/visually impaired.

Kernthesen Customized Fabrication bietet durch die Verschmelzung von (Mass) Customizingansätzen und digitaler und automatisierbaren Produktionsverfahren wie ADM neue Potentiale für ein kundenspezifischen Produktion der Losgröße 1, einer daraus folgenden intensivierten Kundenintegration, innovativen Produktentwürfen zu bisher unmöglichen Geschäftsmodellen. Digitale Mensch-Maschine-Schnittstellen und digitale Plattformen werden zu wesentlichen Bausteinen von Customized Fabrication (wie Industrie4.0- Strategien generell) und ermöglichen auch neue Kundenerlebnisse. CAD-Files als digitale Blueprints für einfache wie komplexe Konstruktionen und Produktentwicklungen etablieren sich als das nächste Sharing-Medium nach Text, Bild, Audio und Video zwischen Herstellern und Endkonsumenten – und stellen Hersteller wie auch Kunden vor neue Herausforderungen. ADM (Additive Design and Manufacturing bzw. 3D-Druck) gewinnt als hochflexible Fertigungstechnologie zunehmend an Bedeutung für die Massenproduktion und etabliert neue Paradigmen hinsichtlich Produktentwicklung und Design mit zum Teil disruptiver Innovationskraft.