Reconnu comme l’une des principales causes d’invalidité, le traumatisme crânio-cérébral (TCC) est une condition chronique pouvant occasionner des déficits physiques, cognitifs, émotionnels et comportementaux. Ces déficits interfèrent avec la capacité de la personne à s’engager dans ses activités quotidiennes, incluant des activités complexes comme la préparation de repas. Afin de soutenir cette population lors de la préparation de repas, une technologie d’assistance à la cognition (TAC) nommée Cognitive Orthosis for coOKing (COOK) a été développée en partenariat avec une résidence alternative pour des personnes ayant des incapacités graves à la suite d’un TCC. Suivant l’installation de COOK, trois résidents ont été en mesure de préparer des repas de façon sécuritaire et autonome. Toutefois, rien n’est connu sur la façon avec laquelle COOK pourrait répondre aux besoins des personnes ayant eu un TCC et vivant dans la communauté, ni comment cette technologie pourrait offrir de l’assistance personnalisée, minimale et contextualisée pour soutenir cette population. Cette thèse vise donc à développer des connaissances pour soutenir le développement d’une version bonifiée de COOK qui correspondrait aux besoins variés de ces utilisateurs, en répondant à trois objectifs : 1) définir les besoins d’assistance verbale des personnes ayant eu un TCC modéré à grave afin d’améliorer les capacités de personnalisation de COOK; 2) évaluer son utilisabilité et expérience utilisateur en laboratoire et en milieu réel; et 3) identifier les facilitateurs et obstacles pouvant influencer l’implantation de COOK auprès de personnes ayant eu un TCC et vivant dans la communauté. Suivant une démarche de conception centrée sur l’utilisateur, quatre études ont été réalisées : (1) une étude mixte avec transformation des données et analyse d’enregistrements vidéo pour documenter l’assistance verbale offerte à 45 participants ayant un TCC lors de la préparation d’un repas; (2) une étude d’utilisabilité mixte pendant laquelle 10 participants ayant un TCC ont testé COOK en laboratoire; (3) une étude mixte à sujet unique pour évaluer l’utilisabilité de COOK au domicile d’une personne ayant eu un TCC grave; et (4) une étude qualitative descriptive impliquant des personnes ayant eu un TCC, des personnes proches aidantes et des intervenants, pour explorer leurs perceptions quant aux facilitateurs et obstacles à l’implantation de COOK dans leur milieu respectif. La première étude a permis d’identifier neuf types d’assistance cognitive et un type d’assistance motivationnelle, et de documenter les difficultés pour lesquelles les ergothérapeutes offraient de l’assistance. Des enjeux d’utilisabilité ont ensuite été documentés pendant les essais en laboratoire (étude 2) et en milieu réel (étude 3), particulièrement au niveau du système de sécurité autonome. Plusieurs besoins de bonifications technologiques ont aussi été identifiés par les participants (études 2, 3 et 4). Enfin, la quatrième étude a identifié divers facilitateurs (p.ex. les fonctionnalités disponibles dans COOK) et obstacles (p.ex. la logistique entourant l’installation, l’apprentissage et le soutien) à l’implantation de TAC comme COOK pour soutenir les personnes vivant dans la communauté avec un TCC grave. Ultimement, ces connaissances cliniques pourront soutenir le développement continu et l’implantation de TAC comme COOK pour qu’elles répondent aux besoins d’une plus grande population. / Defined as one of the main causes of disability, traumatic brain injury (TBI) is a chronic condition that can cause physical, cognitive, emotional, and behavioral deficits. These deficits may interfere with the person's ability to engage in daily activities, including complex activities such as meal preparation. To support this population during meal preparation, an assistive technology for cognition (ATC) called Cognitive Orthosis for coOKing (COOK) was recently developed in collaboration with an alternative residence for people with severe TBI. Following the installation of COOK, three residents were able to prepare meals safely and independently within their home. However, little is known about how COOK could meet the needs of people with TBI living in the community, or how it could provide personalized, minimal and contextualised assistance to support this population. This thesis aimed to develop a knowledge base to support the development of an improved version of COOK that would meet the varied needs of this new population, by meeting three objectives: 1) define the verbal assistance needs of people with moderate to severe TBI to enhance COOK's customization possibilities; 2) evaluate the usability and user experience of COOK in a laboratory setting and in a real-world environment; and 3) identify the facilitators and obstacles that may influence the implementation of COOK within the homes of people with TBI and in clinical settings. Integrated in a user-centered design process, four studies were conducted: (1) a study using conversion mixed design and video data analysis to document the verbal assistance provided to 45 participants with TBI during a meal preparation task; (2) a usability mixed-methods study during which 10 participants with TBI tested COOK in a laboratory setting; (3) a mixed-methods single-case study to assess the usability of COOK with a man with severe TBI living in the community; and (4) a qualitative descriptive study involving people with TBI, caregivers and healthcare professionals, to explore their perceptions of the facilitators and obstacles to the potential implementation of COOK in their respective settings. The first study identified nine types of cognitive assistance and one type of motivational assistance that were provided by occupational therapists to support people with TBI, and documented the difficulties for which these assistances were provided. Several usability issues were also documented when testing COOK in a laboratory setting (study 2) and in a real-world environment (study 3), particularly with the self-monitoring security system. Modification needs were also identified by the participants (studies 2, 3, and 4) to improve COOK. Finally, the fourth study highlighted many facilitators (e.g., the functionalities available in COOK) and obstacles (e.g., the logistics surrounding installation, learning and support of COOK) to consider before implementing ATCs like COOK. Ultimately, this knowledge base will support the continued development and the implementations of ATCs such as COOK to meets the needs of a larger population.

This paper investigates the potential of augmented reality (AR) as a navigational aid for individuals with Alzheimer’s disease (AD), offering innovative solutions to the evolving challenges of AD care. As the disease progresses, patients often require more assistance and may transition to care centers, resulting in reduced independence. Prior to this, home-based care aims to stimulate cognitive functions and preserve autonomy. To enhance their freedom and mobility, it is proposed to leverage AR technology to create a first-person navigational aid addressing the unique needs of AD patients. The research confronts two primary challenges: firstly, exploring the design of AR navigational aids customized for individuals with Alzheimer’s disease adapted to outdoor use. Then, it aims to develop an outdoor localization system for the HoloLens 2 and evaluate its performance. Despite limitations induced by the approximate positioning, various types of aids compatible with the technical constraints faced have been envisioned. A set of features was implemented using the optical see-through AR headset HoloLens 2. These features included two distinct types of holograms (Arrow and Wind) and the ability to catch user attention prior to turns, allowing us to explore the effectiveness of these design choices. They were evaluated through a user study involving 15 healthy participants. Usability and task load were measured with Nasa-TLX and SUS questionnaires. An approximate positioning for outdoor use of the HoloLens 2 was elaborated using a smartphone as a GPS receiver, and a Kalman filter for filtering and fusion with IMU data. This enables to reach positioning accuracy at the meter level. This research demonstrates the promising utility of AR in assisting navigation in outdoor environments. Despite few significant results, the Arrow hologram appears to be a better fit for usability and users’ personal preferences. Further research is needed to get significant results on the impact of adaptive aids. The outdoor use of AR navigational aids is still limited by the poor visibility of holograms outdoors and low positioning accuracy. / Denna artikel utforskar potentialen hos förstärkt verklighet (AR) som navigationshjälpmedel för personer med Alzheimers sjukdom (AD) och erbjuder innovativa lösningar inom AD-vård. När sjukdomen fortskrider behöver patienterna mer hjälp och kan övergå till vårdcentraler, vilket minskar deras självständighet. Hemvård strävar efter att stimulera kognitiva funktioner och bevara autonomi. Vi föreslår utnyttja AR-teknologi för en skräddarsydd navigeringshjälp i första person för AD-patienters behov. Forskningen möter två utmaningar: att utforska AR-navigeringshjälpmedel för personer med Alzheimers sjukdom och anpassade för utomhusanvändning. Vi strävar efter att utveckla utomhuslokaliseringssystem för HoloLens 2 och utvärdera prestanda. Trots begränsningar på grund av ungefärlig positionering kan vi föreställa oss hjälpmedel som är kompatibla med tekniska begränsningar. Vi använde HoloLens 2 med funktioner som två hologramtyper och användaruppmärksamhetsfångst före svängar, utvärderat med 15 deltagare. Vi skapade ungefärlig positionering för HoloLens 2 utomhus med en smartphone som GPS-mottagare, med Kalman-filtrering och IMU-fusion för meter-noggrannhet. Forskningen visar AR:s lovande nytta i utomhusnavigering. Trots få signifikanta resultat verkar pilhologrammet passa användbarhet och preferenser bättre. Mer forskning behövs för att bedöma adaptiva hjälpmedels effekter. Användningen av AR-navigeringshjälpmedel utomhus begränsas av dålig synlighet och låg positionsnoggrannhet. / Cet article explore le potentiel de la réalité augmentée (RA) comme aide à la navigation pour les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer (MA), offrant une solution novatrice aux défis en constante évolution des soins liés à la MA. À mesure que la maladie progresse, les patients ont souvent besoin d’une assistance accrue et sont transférés dans des centres de soins, ce qui diminue leur indépendance. Avant cela, les soins à domicile visent à stimuler leurs fonctions cognitives et à préserver leur autonomie. Dans cette optique, nous proposons d’utiliser la RA pour créer une aide à la navigation à la première personne adaptée aux besoins spécifiques des patients atteints de la MA. La recherche aborde deux défis principaux : la conception d’aides à la navigation en RA pour les personnes atteintes de la MA, adaptées à une utilisation en extérieur, et le développement d’un système de localisation en extérieur pour HoloLens 2, suivi de son évaluation. Malgré les limitations liées au positionnement approximatif, nous avons envisagé différents types d’aides compatibles avec ces contraintes techniques. Nous avons mis en place un ensemble de fonctionnalités en utilisant le casque de RA HoloLens 2. Ces fonctionnalités incluent deux types d’hologrammes (Flèche et Vent) et la capacité à attirer l’attention de l’utilisateur avant les virages, nous permettant d’explorer l’efficacité de ces choix de conception. Ils ont été évalués lors d’une étude avec 15 participants en bonne santé. Nous avons élaboré une méthode de positionnement approximatif pour une utilisation en extérieur de l’HoloLens 2 en utilisant un smartphone comme récepteur GPS, avec un filtre de Kalman pour le filtrage et la fusion avec des données inertielles, permettant d’atteindre une précision de positionnement au mètre. Cette recherche démontre l’utilité prometteuse de la RA dans l’assistance à la navigation en extérieur, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour obtenir des résultats significatifs sur l’impact des aides adaptatives. L’utilisation des aides à la navigation en RA en extérieur est encore limitée par la visibilité réduite des hologrammes en extérieur et la faible précision du positionnement.