L'objectif de ce travail de recherche consistait à utiliser la réalité virtuelle (simulateur de conduite) afin d'améliorer les capacités attentionnelles de personnes présentant une baisse d'efficience de ces aptitudes (en lien avec l'âge ou la survenue d'un traumatisme crânien) pouvant se répercuter sur la conduite automobile. En référence au modèle de l'attention de Van Zomeren et Brouwer (1994), quatre processus attentionnels (alerte phasique, vigilance, attention sélective et attention divisée) ont été entraînés sur simulateur de conduite lors d'un programme comprenant 9 sessions d'une heure. Un groupe contrôle a effectué un training plus conventionnel sur ordinateur. Les performances des participants (10 patients traumatisés crâniens et 16 personnes âgées de plus de 65 ans) ont été évaluées avant et après le training à partir de trois mesures : une évaluation neuropsychologique, une évaluation sur simulateur de conduite et une évaluation sur route réelle. Le bénéfice de l'entraînement sur les performances aux tests neuropsychologiques s'est avéré limité pour les deux groupes. Concernant l'évaluation sur simulateur, les résultats ont révélé une amélioration des performances plus importante pour les participants entraînés sur simulateur. En revanche, les participants ayant bénéficié du training sur ordinateur ont davantage progressé que ceux entraînés sur simulateur lors de l'évaluation sur route réelle. Les résultats ont été discutés en termes d'approche rééducative et d'automatisation des processus attentionnels. Ce travail permet de conclure quant à la nécessité de poursuivre et d'approfondir les recherches sur la réalité virtuelle et le transfert de l'apprentissage en situation de vie quotidienne.

Thèse doctorat : Mécanique : Villeurbanne, INSA : 2006. Thèse doctorat : Mécanique : Université de Rome "La Sapienza : 2006. / Thèse soutenue en co-tutelle. Thèse rédigée en anglais. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 173-180.

La question de l'évaluation des aptitudes à la conduite constitue un enjeu important, tant en termes sécuritaires pour l'ensemble des usagers qu'en termes de qualité de vie pour les personnes dont les compétences subissent un déclin et voient leur autonomie menacée, comme les personnes atteintes de lésions cérébrales acquises. Classiquement, cette évaluation est assurée par une batterie de tests neuropsychologiques et une épreuve sur route. Cependant, ces outils présentent de nombreuses limites. Pour pallier ces limites, de plus en plus de praticiens et chercheurs se tournent vers des outils de simulation. Toutefois, les simulateurs ne font pas l'unanimité car il ne s'agit pas d'une mise en situation réelle. Le but de ce travail de thèse est de montrer l'apport du simulateur pour l'évaluation des compétences de conduite. Nous nous intéressons particulièrement à certains processus qui peuvent être déficitaires et avoir un impact important en conduite (attention sélective, attention partagée, anticipation, etc.). Pour cela, nous avons créé un protocole complet l'évaluation de la conduite, composé d'une batterie de tests neuropsychologiques, d'une épreuve de conduite sur route et d'une épreuve de conduite sur simulateur. Ce protocole a été proposé à des personnes victimes de lésions cérébrales,connues dans la littérature pour présenter des déficits dans les processus qui nous intéressaient. Nous voulions d'une part montrer que le simulateur de conduite est aussi discriminant que les deux autres évaluations pour estimer les compétences de conduite en confrontant les résultats aux différentes évaluations. D'autre part, nous souhaitions mettre en avant l'apport du simulateur pour l'étude des mécanismes déficitaires en montrant leur implication en conduite chez des populations présentant des déficits cognitifs comme les personnes cérébrolésées.Les résultats confirment que le simulateur de conduite peut permettre d'évaluer les compétences en conduite, comme les tests neuropsychologiques et l'évaluation sur route. En effet, lors du test de conduite sur simulateur les participants cérébrolésés étaient d'une part discriminés des participants contrôles. D'autre part, les résultats étaient cohérents entre les différentes évaluations : Les participants notés majoritairement déficitaires aux tests neuropsychologiques ou à l'épreuve sur route l'étaient également sur simulateur. Par ailleurs, le simulateur apporte un autre éclairage sur les déficits en conduite en apportant notamment des informations supplémentaires susceptibles d'expliquer la nature des déficits observés sur route (oculométrie, mesure des temps de réaction). Le simulateur permet ainsi d'étudier les principauxprocessus impliqués en conduite, dans une situation écologique. Le simulateur constitue donc un outil pertinent pour l'évaluation des déficits cognitifs et leurs répercussions sur l'activité de conduite.

L’attention est le processus qui consiste à filtrer les informations utiles à l’activité, de celles qui lui sont inutiles. La réalité augmentée (RA) de surlignage guide ce processus de sélection de l’information, en mettant en valeur certains éléments par rapport à d’autres. Telle qu’envisagée actuellement pour la conduite automobile, la RA de surlignage met en évidence des éléments liés à l’activité générale de conduite (e.g. panneaux en cas de mauvaise visibilité, direction à emprunter), mais indépendamment des manœuvres. Or, la littérature sur l’attention visuelle en activité nous montre que les parcours oculaires sont très spécifiques aux buts et sous-buts immédiats. Une RA qui ne respecte pas cette priorisation « naturelle » du traitement de l’information risque donc de perturber la prise d’informations.Le premier objectif de cette recherche est de déterminer dans quelle mesure l’allocation de l’attention visuelle en conduite automobile se concentre sur les informations liées à la manœuvre. Le second objectif est d’étudier l’impact de la RA sur cette allocation de l’attention.Nous avons mis en place trois expérimentations dans lesquelles les participants visualisaient des scènes statiques et dynamique de conduite automobile, et devaient décider s’ils pouvaient réaliser une manœuvre. Nous avons analysé les variations d’allocation de l’attention visuelle selon les manœuvres notifiées et les conditions de RA à l’aide d’enregistrements oculométriques. Nos résultats montrent que l’attention visuelle est fortement allouée aux indices permettant la prise de décision, mais qu’elle ne néglige pas les indices permettant la compréhension générale de la scène. La RA optimise l’attention visuelle lorsqu’elle met en évidence des indices liés à la manœuvre, mais elle perturbe l’attention visuelle dans les autres conditions. Ces résultats permettent d’identifier et de caractériser différents risques inhérents à la RA de surlignage, et de discuter des pistes de conception pour les prendre en compte. / Attention involves distinguishing information which is useful for an activity from that which is not. Augmented reality (AR) highlighting guides this process of information selection by increasing the salience of high-value elements. In such systems, “value” is typically seen as linked to the overall activity of driving (e.g. traffic signs in case of poor visibility, or indications of direction). However, several studies have shown that during an activity eye movements are specific to the immediate goal. AR which does not respect this “natural” prioritizing of information thus risks interfering with information-processing.The first objective of this study is to determine to what extent the allocation of visual attention in automobile driving is focused on information related to a maneuver. The second objective is to study the impact of AR on this allocation of attention.We set up three experiments in which participants viewed static and dynamic driving situations and had to decide whether they could perform a maneuver. We analyzed the variations in allocation of visual attention in relation to the maneuvers in question and the AR conditions using eye movements recording. Our results show that visual attention is strongly linked to cues which permit decision-making, but that it does not overlook cues allowing a general comprehension of the situation. AR optimizes visual attention when it highlights cues related to the maneuver, but it disturbs visual attention in other cases. These findings make it possible to identify and categorize various risks inherent in AR highlighting, and to discuss possible approaches to dealing with them through more effective design.

Les variables neurovégétatives permettent d’évaluer l’état fonctionnel de l’individu, et représentent un intérêt pour mieux comprendre le comportement du conducteur, facteur déterminant de la sécurité routière. Ce travail est centré sur l’évaluation de la charge mentale du conducteur automobile par l’analyse de l’activité électrodermale. L’objectif est d’extraire les meilleurs indicateurs du signal électrodermal pour différencier la charge mentale induite par des situations de conduite réelle. L’analyse d’une trentaine d’indicateurs phasiques a permis de différencier des situations de conduite nominale, comparables en termes d’exigence comportementale mais différentes au niveau cognitif. Après traitement approprié du signal, en particulier en appliquant des transformations log, l’amplitude des réponses électrodermales est apparue comme un des indices les plus discriminants. Toutefois, les différences de charge mentale induites par les situations de conduite n’ont pas exactement correspondu à celles qui avaient été supposées. Une explication alternative mettant en avant des processus d’anticipation est proposée. Trois indicateurs toniques, dont deux sont nouveaux, ont ensuite été testés dans une expérience de double tâche, où une activité secondaire distractive était effectuée simultanément à la conduite. L’un s’est révélé inadapté au profil des signaux, mais les deux autres ont permis d’établir une hiérarchisation partielle de la surcharge induite. Particulièrement sensible à l’aspect cognitif de la distraction, l’évaluation psychophysiologique de la charge mentale par l’activité électrodermale apparaît complémentaire de l’analyse de la performance de conduite. / As an assessment tool for individual’s functional state, autonomic indices can help improving our knowledge of drivers’ behaviour, which is a central road safety causal factor. This work is focused on driver’s mental workload assessment, relying on electrodermal activity analysis. This is an attempt to highlight the most reliable electrodermal indices with the aim to distinguish accurately mental workload elicited by actual driving situations. The analysis of about thirty phasic indices, led to differentiate nominal driving situations. These were selected on the basis of comparable behavioural requirements, but of differences cognitive processes. After appropriate signal processing, (using log transformations in particular), electrodermal responses amplitude has the most potential to distinguish among experimental conditions. However, some of the differences about mental workload were not exactly those which were previously expected. An alternative interpretation of results highlighting anticipation processes is thus proposed. Tonic variations were then studied in a dual task experiment, including two new indices. The distractive power of several secondary tasks, performed while driving, was to be evaluated using these indices. One of the indices was unrelated to signals’ profile. Conversely, the two others gave a clear distinction of potential distraction elicited selectively by each secondary task. Mental workload was thus showed as being evaluated accurately using electrodermal activity analysis. Using objective physiological data and defining new electrodermal indices brought more reliability in the field of mental workload. Thus, electrodermal activity is a good candidate to complete data usually brought by tests or questionnaires.

La question de l'évaluation des aptitudes à la conduite constitue un enjeu important, tant en termes sécuritaires pour l'ensemble des usagers qu'en termes de qualité de vie pour les personnes dont les compétences subissent un déclin et voient leur autonomie menacée, comme les personnes atteintes de lésions cérébrales acquises. Classiquement, cette évaluation est assurée par une batterie de tests neuropsychologiques et une épreuve sur route. Cependant, ces outils présentent de nombreuses limites. Pour pallier ces limites, de plus en plus de praticiens et chercheurs se tournent vers des outils de simulation. Toutefois, les simulateurs ne font pas l'unanimité car il ne s'agit pas d'une mise en situation réelle. Le but de ce travail de thèse est de montrer l'apport du simulateur pour l'évaluation des compétences de conduite. Nous nous intéressons particulièrement à certains processus qui peuvent être déficitaires et avoir un impact important en conduite (attention sélective, attention partagée, anticipation, etc.). Pour cela, nous avons créé un protocole complet l'évaluation de la conduite, composé d'une batterie de tests neuropsychologiques, d'une épreuve de conduite sur route et d'une épreuve de conduite sur simulateur. Ce protocole a été proposé à des personnes victimes de lésions cérébrales,connues dans la littérature pour présenter des déficits dans les processus qui nous intéressaient. Nous voulions d'une part montrer que le simulateur de conduite est aussi discriminant que les deux autres évaluations pour estimer les compétences de conduite en confrontant les résultats aux différentes évaluations. D'autre part, nous souhaitions mettre en avant l'apport du simulateur pour l'étude des mécanismes déficitaires en montrant leur implication en conduite chez des populations présentant des déficits cognitifs comme les personnes cérébrolésées.Les résultats confirment que le simulateur de conduite peut permettre d'évaluer les compétences en conduite, comme les tests neuropsychologiques et l'évaluation sur route. En effet, lors du test de conduite sur simulateur les participants cérébrolésés étaient d’une part discriminés des participants contrôles. D’autre part, les résultats étaient cohérents entre les différentes évaluations : Les participants notés majoritairement déficitaires aux tests neuropsychologiques ou à l’épreuve sur route l’étaient également sur simulateur. Par ailleurs, le simulateur apporte un autre éclairage sur les déficits en conduite en apportant notamment des informations supplémentaires susceptibles d’expliquer la nature des déficits observés sur route (oculométrie, mesure des temps de réaction). Le simulateur permet ainsi d'étudier les principauxprocessus impliqués en conduite, dans une situation écologique. Le simulateur constitue donc un outil pertinent pour l’évaluation des déficits cognitifs et leurs répercussions sur l’activité de conduite. / The question of the driving skills assessment is an important issue, both in terms of security for all road users and in terms of life quality for people whose skills are decreasing and have their autonomy threatened, as brain-injured people. Usually, this assessment is performed by a neuropsychological tests battery and an on-road test. Nevertheless, these toolspresent many limitations. To overcome these limitations, more and more practitioners and researchers are looking around simulation tools. However, simulators are not welcomed unanimously because it is not a real-life situation. The purpose of this study is to show the contribution of the simulator in the assessment of the driving skills. We are particularly interested insome processes which may be impaired and may have a great issue in driving (selective attention, shared attention, anticipation, etc.). In that way, we created a complete assessment protocol of driving, consisting in a neuropsychological test battery, an on-road driving test, and a simulator driving test. This protocol was proposed to people suffering of brain damages, known in the literature to present deficits in the processes which interested us. We wanted on one hand to show that the driving simulator is also discriminating as the two other evaluations to estimate the driving skills, by confronting the results to the various evaluations. On the other hand, we wished to put forward the contribution of the simulator for the study of the impaired mechanisms by showing their implication in driving in populations presenting cognitive deficits as the brain-injured people.The results confirm that the simulator allow us to assess the driving skills, as well as neuropsychological tests and on-road evaluation. On one hand, during the driving test on simulator, the brain-injured participants were discriminated from the control one. On the other hand, the results were coherent between the various assessments: The participants who were mainly noted impaired in the neuropsychological tests or in the on-road driving test were also noted impaired on the simulator. Besides, the simulator gives another perspective on the deficits in driving by bringing in particular additional information susceptible to explain the nature of the deficits observed on road (eye-tracker, response time measures). The simulator so allows to study the main processes involved in driving, in an ecological situation. Thus, the simulator constitutes a relevant tool for assessing cognitive impairments and their repercussions on the driving activity.Moreover, it provides a new perspective on driving skills. It also help to study the main processes involved in driving, in ecological conditions. In particular, we could highlight some cognitive deficits in brain-injured people. The simulator is therefore a relevant tool

Ce travail présente un système de vision par ordinateur capable de faire un suivi du mouvement en 3D de la tête d’une personne dans le cadre de la conduite automobile. Ce système de vision par ordinateur a été conçu pour faire partie d'un système intégré d’analyse du comportement des conducteurs tout en remplaçant des équipements et des accessoires coûteux, qui sont utilisés pour faire le suivi du mouvement de la tête, mais sont souvent encombrants pour le conducteur. Le fonctionnement du système est divisé en quatre étapes : l'acquisition d'images, la détection de la tête, l’extraction des traits faciaux, la détection de ces traits faciaux et la reconstruction 3D des traits faciaux qui sont suivis. Premièrement, dans l'étape d'acquisition d'images, deux caméras monochromes synchronisées sont employées pour former un système stéréoscopique qui facilitera plus tard la reconstruction 3D de la tête. Deuxièmement, la tête du conducteur est détectée pour diminuer la dimension de l’espace de recherche. Troisièmement, après avoir obtenu une paire d’images de deux caméras, l'étape d'extraction des traits faciaux suit tout en combinant les algorithmes de traitement d'images et la géométrie épipolaire pour effectuer le suivi des traits faciaux qui, dans notre cas, sont les deux yeux et le bout du nez du conducteur. Quatrièmement, dans une étape de détection des traits faciaux, les résultats 2D du suivi sont consolidés par la combinaison d'algorithmes de réseau de neurones et la géométrie du visage humain dans le but de filtrer les mauvais résultats. Enfin, dans la dernière étape, le modèle 3D de la tête est reconstruit grâce aux résultats 2D du suivi et ceux du calibrage stéréoscopique des caméras. En outre, on détermine les mesures 3D selon les six axes de mouvement connus sous le nom de degrés de liberté de la tête (longitudinal, vertical, latéral, roulis, tangage et lacet). La validation des résultats est effectuée en exécutant nos algorithmes sur des vidéos préenregistrés des conducteurs utilisant un simulateur de conduite afin d'obtenir des mesures 3D avec notre système et par la suite, à les comparer et les valider plus tard avec des mesures 3D fournies par un dispositif pour le suivi de mouvement installé sur la tête du conducteur. / This work presents a computer vision module capable of tracking the head motion in 3D space for drivers. This computer vision module was designed to be part of an integrated system to analyze the behaviour of the drivers by replacing costly equipments and accessories that track the head of a driver but are often cumbersome for the user. The vision module operates in five stages: image acquisition, head detection, facial features extraction, facial features detection, and 3D reconstruction of the facial features that are being tracked. Firstly, in the image acquisition stage, two synchronized monochromatic cameras are used to set up a stereoscopic system that will later make the 3D reconstruction of the head simpler. Secondly the driver’s head is detected to reduce the size of the search space for finding facial features. Thirdly, after obtaining a pair of images from the two cameras, the facial features extraction stage follows by combining image processing algorithms and epipolar geometry to track the chosen features that, in our case, consist of the two eyes and the tip of the nose. Fourthly, in a detection stage, the 2D tracking results are consolidated by combining a neural network algorithm and the geometry of the human face to discriminate erroneous results. Finally, in the last stage, the 3D model of the head is reconstructed from the 2D tracking results (e.g. tracking performed in each image independently) and calibration of the stereo pair. In addition 3D measurements according to the six axes of motion known as degrees of freedom of the head (longitudinal, vertical and lateral, roll, pitch and yaw) are obtained. The validation of the results is carried out by running our algorithms on pre-recorded video sequences of drivers using a driving simulator in order to obtain 3D measurements to be compared later with the 3D measurements provided by a motion tracking device installed on the driver’s head.

La conduite nécessite un traitement constant de l'information visuelle environnante. Le vieillissement engendre des modifications du système visuel et cognitif qui pourrait affecter la recherche d'information visuelle en conduite. L'objectif de ce projet de maîtrise était donc d'évaluer les comportements de recherche visuelle de conducteurs âgés dans différentes situations de conduite simulée. Dix conducteurs âgés (65 à 75 ans) et 10 conducteurs jeunes (20 à 31 ans) ont conduit un scénario comprenant des sections de conduite rurale et urbaine. Comparativement aux conducteurs jeunes, les conducteurs âgés ont montré une amplitude horizontale plus petite et une variabilité des amplitudes moins grande entre les fixations. De plus, les conducteurs âgés ont montré un plus petit nombre de fixations par seconde pour les contextes de conduite plus complexes qui ont été analysés (par exemple, la conduite sur route droite vs manœuvres de dépassement). 11 importe de déterminer si ce champ visuel diminué amène à une omission de traitement d'informations importantes pour la conduite.

Pour les populations souffrant d'incapacités, l'apprentissage de la conduite automobile représente un défi car peu d'options existent. Ces individus doivent généralement suivre leurs cours au sein d'écoles de conduite régulières, lesquelles ne sont pas toujours adaptées pour répondre à leurs besoins. À Québec, l'École de conduite du Centre intégré universitaire de santé et de services sociaux de la Capitale-Nationale (CIUSSS-CN) offre toutefois un programme d'apprentissage adapté et unique au Canada, appuyé par des instructeurs et une équipe clinique interdisciplinaire. Ce mémoire se penche sur le cas particulier de cette école de conduite. L'objectif du mémoire est d'offrir une description et une meilleure compréhension des caractéristiques des personnes inscrites au programme de conduite, et des aspects cognitifs qui pourraient aider à mieux prédire le succès ou l'échec du programme. Une étude des dossiers médicaux et de conduite automobile a été réalisée auprès de 71 participants du programme (28 femmes) sans déficience visuelle âgés de 15 ans à 56 ans (M = 22.23, ET = 8.6); 35 d'entre eux ont une évaluation neuropsychologique complète au dossier. Parmi les participants, 93% ont un diagnostic de trouble neurologique développemental ou acquis. Concernant le programme de conduite, 48% l'ont réussi, 7% l'ont échoué, 13% sont encore en cours et 32% n'ont pas complété le programme (abandon). Une entrevue téléphonique sur les habitudes de déplacements et les examens gouvernementaux de conduite a été réalisée ensuite auprès d'un sous-échantillon (n = 21). Les résultats montrent que, comparativement aux participants ayant échoué ou abandonné le programme de conduite, ceux l'ayant réussi démontrent un meilleur fonctionnement cognitif dans le domaine attentionnel, et une meilleure performance relative au fonctionnement cognitif global pour l'attention, les fonctions exécutives et la mémoire de travail. Les participants rapportent un taux élevé de satisfaction par rapport au programme, suggérant que d'autres programmes de ce genre devraient être implantés dans le futur. / For people with disabilities, learning to drive represents a particular challenge because few options exist. Indeed, people living with disabilities must enroll in regular driving schools, which are not always adapted to meet their needs. In Quebec City, the Driving School of the Centre intégré universitaire de santé et de services sociaux de la Capitale-Nationale (CIUSSS-CN), however, offers an adapted learning program, the only one of its kind in Canada, supported by instructors and an interdisciplinary clinical team. This thesis examines the specific case of this driving school. The objective is to provide a description and a better understanding of the characteristics of those enrolled in the driving program, and the cognitive aspects that could help better predict the success or failure of the program. An analysis of medical records and driving school files was carried out among 71 participants (28 women) without visual impairment aged 15 to 56 years (M = 22.23, SD = 8.6), with 35 of participants having a complete neuropsychological assessment. Medical records indicate that 93% of participants have a diagnosis of a developmental or acquired disorder. Regarding the driving program, 48% succeeded, 7% failed, 13% are still enrolled, and 32% did not complete (withdrawn). A telephone interview with questionnaires about driving habits and government's exams was then conducted with a sub-sample (n = 21). The main results show that, compared to participants who failed or abandoned the program, those who succeeded demonstrate better cognitive functioning in the attentional domain, and better performance relative to overall cognitive functioning for attention, executive functions and working memory. Participants report a high level of satisfaction with the program and their testimonies suggests that more such programs should be implemented in the future.

Ce mémoire présente les étapes qui ont mené à la conception et l'implémentation d'un accélérateur matériel d'un réseau de neurones qui sera chargé de la modélisation d'un environnement virtuel dans un simulateur de type "Hardware-in-the-Loop" (HIL). Ce module aura pour but d'offrir un environnement crédible à l'unité de contrôle électronique (ECU) testée sous la forme des signaux d'entrée requis par celle-ci. Cette crédibilité devra être reflétée autant au niveau de l'intégrité des prédictions qu'à celui de la latence de réponse aux actions de l'ECU. Ainsi, le modèle d'apprentissage machine sélectionné devra avoir une charge de calcul relativement légère à l'inférence. Puisque le système désiré devra posséder un haut niveau de portabilité et de réutilisabilité pour permettre l'intégration de différents ECU, le modèle devra être entraînable avec une quantité de données limitée. Suivant ces critères et restrictions, plusieurs architectures de réseaux de neurones furent initialement sélectionnées selon leur succès dans la littérature dans des contextes similaires à celui présenté. Les réseaux de type LSTM, GRU, TCN et NARX furent évalués et comparés sur une tâche de régression de séquences nécessitant la génération de signaux représentant les dynamiques d'un véhicule en freinage équipé d'un système ABS. Le modèle TCN fut capable de démontrer les meilleurs résultats sur la tâche en question comparativement aux autres réseaux. Une technique de régularisation utilisant la différentiation numérique des prédictions fut conçue et appliquée à l'entraînement du modèle afin de promouvoir la génération de signaux plus crédibles. Le réseau TCN fut finalement implémenté sur un accélérateur matériel utilisant les technologies FPGA afin de minimiser la latence des prédictions dans le système HIL. Le produit final permet d'offrir une prédiction du prochain état de l'environnement virtuel après 4.45 μs de latence. Cette valeur ne représente que l'inférence du modèle et omet la latence de communication et de conversion des signaux entre le module de prédiction et l'ECU testé. / This thesis presents the design and implementation of a hardware accelerator for a neural network that will be responsible for modeling a virtual environment in a Hardwarein- the-Loop simulator (HIL). This module aims to provide a credible environment to the electronic control unit (ECU) under test in the form of the input signals required by it. This credibility is reflected both in the integrity of the predictions and in the response latency to ECU actions. Thus, the selected machine learning model has a relatively light computational load at inference. Since the desired system possesses a high level of portability and reusability to allow the integration of different ECUs, the model remains trainable with limited data. Following these criteria and restrictions, several neural network architectures were initially selected according to their success in the literature in contexts similar to the one presented. LSTM, GRU, TCN and NARX architectures were evaluated and compared on a sequence regression task requiring generating signals representing the dynamics of a braking vehicle equipped with an ABS. The TCN model demonstrated the best results on the task in question compared to the other networks. A regularization technique using numerical differentiation of predictions was designed and applied to model training to promote the generation of more believable signals. The TCN network was finally implemented on a hardware accelerator using FPGA technologies to minimize the latency of the predictions in the HIL system. The final product makes it possible to offer a prediction of the next state of the virtual environment after 4.45 μs of latency. This value only represents the model inference and omits the communication and signal conversion latency between the prediction module and the ECU under test.