Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

<div> <div> <div> <p>Patients with Spinal Cord Injury (SCI) have limited time with supervised therapy in rehabilitation hospitals. This makes it imperative for them to continue regular therapy at home so they can maximize motor recovery especially for performing Activities of Daily Living (ADL). However, physical therapy can be tedious and frustrating leading to a lack of motivation. A novel upper extremity movement measurement tool was developed using a commercial VR system to rapidly and objectively measure an individual’s range of motion, velocity of movement on an individual gesture basis, and frequency of movements in a three-dimensional space. Further, an exergame with varied and customizable gameplay parameters was developed. Through the analysis of participant interaction with the exergame, we identified gameplay parameters that can be adjusted to affect the player’s perceived and physiological effort. We observed that VR has a significant motivational effect on range of motion of upper limbs in individuals with tetraplegia. The motion data and kernel density estimation is used to determine areas of comfort. Moreover, the system allowed calculation of joint torques through inverse kinematics and dynamics to serve as an analysis tool to gauge muscular effort. The system can provide an improved rehabilitation experience for persons with tetraplegia in home settings while allowing oversight by clinical therapists through analysis of mixed reality videos or it could be used as a supplement or alternative to conventional therapy. </p> </div> </div> </div>

I denna studie som utgår från Huizingas begrepp ”den magiska cirkeln” undersöksapplikationen Tilt Brush för VR headsetet HTC Vive med avseende på dess bild ochljud samt hur detta tolkas och används under interaktionen med applikationens verktyg.Begreppet utgår ifrån att användaren kan låta sig uppslukas i ett spel så längeförväntningarna enligt spelets regler inte störs. Genom en fallstudie har applikationenstuderats med metoder som autoetnografi och multimodal analys utifrånsocialsemiotiska begrepp, samt öppna intervjuer med inslag av ”think-aloud”. Deliknande iakttagelser som framkommit med hjälp av olika metoder får anses styrkastudiens resultat. Resultaten i studien pekar på att det för interaktionens del är viktigt attvissa aspekter av ljudet, som har med positionering eller fysikens lagar att göra,stämmer överens med våra erfarenheter från verkligheten och att detta i sin tur stämmeröverens med det visuellt representerade. För bildens och ljudens meningserbjudanden iövrigt är användaren beredd att gå med på vilka oerhörda illusioner som helst så längebild och ljud kommuniceras i överensstämmelse och på ett trovärdigt sätt som lever upptill användarens förväntningar inom den magiska cirkeln, platsen för själva spelet.Förväntningarna behöver då inte ha med verkligheten att göra. Vad som uppfattas somhög modalitet styrs av vilken genre användaren förväntar sig att möta. Detta i sin turrelateras till användarens tidigare erfarenheter och sociala och kulturella bakgrund.

People call the year of 2016 as the year of virtual reality. As the world leading tech giants are releasing their own Virtual Reality (VR) products, the technology of VR has been more available than ever for the mass market now. However, the fact that the technology becomes cheaper and by that reaches a mass-market, does not in itself imply that long-standing usability issues with VR have been addressed. Problems regarding motion sickness (MS) and motion control (MC) has been two of the most important obstacles for VR technology in the past. The main research question of this study is: “Are there persistent universal access issues with VR related to motion control and motion sickness?” In this study a mixed method approach has been utilized for finding more answers related to these two important aspects. A literature review in the area of VR, MS and MC was followed by a quantitative controlled study and a qualitative evaluation. 32 participants were carefully selected for this study, they were divided into different groups and the quantitative data collected from them were processed and analyzed by using statistical test. An interview was also carried out with all of the participants of this study in order to gather more details about the usability of the motion controllers used in this study. The results of this study has validated several existing frameworks for VR. And in conclusion, this study has also shown that both previous motion sickness experiences and gender factors weren’t significant in terms of general accessibility issues on PCVR platforms. There are hints showing that the VR technology on PC platform could be universal accessible, since both of the quantitative and qualitative results has provided some evidences supporting this finding. However, more similar studies need to be carried out in order to identify more possible factors that would give an impact on user experiences in VR. The results of this study has also given implications of that today’s VR technology is developing on the right track and it could slowly become adopted by the mainstream and mass-market in the future.

Videoconferencing is one of the most common telepresence methods today and educational videos is rising in popularity among distance learners. Traditional videoconferencing is unable to convey gestures and mutual eye contact between participants. This study aim to propose a Virtual Reality telepresence solution using game engines. A literature study confirmed the effectiveness achieved in VR is comparable to the effectiveness in face-to-face meetings. The suggested solution implements whiteboard functionality from a real-life perspective, confirming it is possible to include new functionality and directly transfer old functionality to the VR system from the communication systems today. The system was evaluated based on the response time, packet loss, bandwidth, frame rate and through user tests. The evaluation shows it is possible to design a telepresence system with VR capable of passing the Turing Test for Telepresence. The participants of the user tests did not experience discomfort and they were positively inclined to the telepresence system. Though, discomfort may emerge if the VR character is used with a common office workstation. Future studies in this topic would involve modifications of the third person camera, making the head's rotation follow the direction of the camera view and implementing movable eye pupils on the VR character using the upcoming eye-tracking accessory.

Les débats scientifico-éthiques relevant du bien-être animal en font une question socialement vive. Nous interrogeons son enseignement en formation agricole, envisagé au travers d'une éducation à l'empathie interspécifique. Nous questionnons les facteurs des éducations formelle, non-formelle et informelle susceptibles de le défavoriser. Notre recherche se fonde sur les discours de 7 élèves en formation relevant de l'élevage d'animaux de production ou d'animaux de compagnie, de 5 enseignants et de 108 auteurs de manuels scolaires du XIXe et XXe siècle. En début de formation, 6 élèves souhaitent créer une relation affective avec l'animal mais ne développent pas nécessairement une attitude empathique durant la formation. Les facteurs incriminés sont (1) le manque de confiance en soi de l'élève et les jugements qu'il subit de ses pairs, de l'enseignant ou de ses parents, (2) la conformation aux savoirs, pratiques et idéologies des parents, des professionnels ou de l'enseignant, (3) une conception et une motivation anthropocentrée et réifiante vis-à-vis de l'animal, (4) la dissociation de la dimension relationnelle et productive de l'élevage. Ils génèrent des mécanismes de défense préjudiciables à une pensée critique. Nous préconisons un enseignement professionnel fondé sur une réflexivité critique scientifico-éthique. Pourtant l'expression des émotions et des valeurs est évitée par les enseignants. Si les auteurs des manuels scolaires de 1830 à 1900 prennent en compte la question éthique du bien-être de l'animal avec une posture moraliste zoo- ou anthropocentrée, celle des auteurs contemporains est plutôt neutre, parfois engagée, voire contradictoire. / The scientific and ethical debates within the animal welfare make a socially acute question. We examine its trainability in agricultural training. We consider it through education interspecies empathy. We question the factors of formal, non-formal and informal education likely to disadvantage. Our research is based on the discourses of 7 students in training in animal production or pets breeding, 5 teachers and 108 textbook writers of the nineteenth and twentieth century. Beginning of training, 6 students want to create an emotional relationship with the animal, but does not necessarily develop an empathetic attitude during training. The incriminated factors are (1) lack of confidence of the student and the judgments he undergoes from his peers, teacher or parent, (2) conformation to knowledge, practices and ideologies of parents, professional or teacher, (3) a conception and motivation vis-à-vis the animal anthropocentric and reifying (4) the dissociation of the relational dimension and productive livestock. They generate defense mechanisms detrimental to critical thinking. We promote professional education based on scientific and ethical critical reflexivity. Yet the expression of emotions and values ​​is avoided by teachers. Authors of textbooks from 1830 to 1870 are taking into account the ethical question of the welfare of the animal with a moralistic posture zoo or anthropocentric. Contemporary authors are neutral, engaged and sometimes contradictory.

This thesis explores how virtual reality solutions affect children in their learning through educational games. The goal is to improve educational games in terms of how engaging they are. Therefore, a game was developed for both desktop monitors and VR, some children played both versions and were then interviewed. The collected data indicates that VR engages the pupils more, however it does not seem to necessarily make them learn more. This may be in part because of VR’s novelty, only gaining a mainstream status in the recent years. / Denna uppsats undersöker hur virtuell verklighet (VR) påverkar barns lärande genom utbildningsspel. Målet är att förbättra utbildningsspel för att öka elevernas engagemang. Därför utvecklades ett spel för både datorskärmar och VR-glasögon, några barn fick spela båda versionerna och blev därefter intervjuade. Resultatet av undersökningen indikerar att VR ökar elevernas engagemang, men inte nödvändigtvis att de lär sig mer. Detta kan delvis bero på att VR är relativt nytt och endast börjat bli allmänt förekommande under de senaste åren.

This study examined how reduced control-display ratios on motion-tracked handheld controllers in virtual reality affected user immersion and sense of control. 24 participants played a puzzle game in virtual reality using one of three control-display ratios: one normal, and two that were reduced using the “Go-Go” technique. Results indicate that the control-display ratio can be reduced drastically while retaining user immersion and sense of control, but that the effectiveness of this seems to differ between individuals and is heavily influenced by previous experiences. Even so, these results could be of use for future virtual reality interaction designers as well as researchers studying the senses of vision and proprioception. / Den här studien undersökte hur sänkta control-display-förhållanden på handhållna kontroller i virtual reality påverkade användares inlevelse och upplevda kontroll. 24 deltagare spelade ett pusselspel i virtual reality med en av tre control-display-förhållanden: en normal, och två som var sänkta med "Go-Go"-metoden. Resultaten indikerar att control-display-förhållandet kan sänkas markant utan att förlora användarens inlevelse eller upplevda kontroll, men till vilken grad detta sker tycks variera mellan individer och även påverkas av tidigare erfarenheter. Trots detta kan dessa resultat vara till nytta för framtida interaktionsdesigners i virtual reality samt för forskare som studerar sinnena syn och proprioception.

One of the biggest issues facing VR as a platform is the limitation of the user’s physical space. Not everyone has a lab, empty warehouse, or open space in their home or office, and even if they do, the hardware also limits the physical space the user can take advantage of. Fitting the entirety of the environment within few square meters is a strict limitation for many applications. A method of moving the user within a larger space is needed, but current methods come with drawbacks. Developing a new movement method that avoids these drawbacks will help ensure a better experience for the user.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / L'analyse spectrale est une technique d'analyse fréquentielle qui permet de décomposer un signal cyclique complexe en plusieurs sous-fonctions. Cette technique d'analyse est utilisée notamment pour décortiquer finement le signal électroencéphalographique (EEG). Elle permet d'obtenir des informations sur les fluctuations dans la quantité et la puissance des activités corticales qui ne sont pas perçues de visu lors de l'inspection du tracé. Cette technique est particulièrement adaptée à l'analyse du tracé EEG à l'éveil qui apparaît relativement homogène à l'inspection visuelle. Les variations obtenues dans les activités corticales peuvent alors servir à évaluer les changements dans les niveaux d'éveil. Bien que la technique de l'analyse spectrale des signaux EEGs ait commencé à être développée depuis environ un demi-siècle, l'utilisation de cette mesure pour évaluer les fluctuations dans les niveaux d'éveil est beaucoup plus récente. Conséquemment, dans la littérature, peu d'informations concernent quels sont les changements dans les activités corticales qui sont en lien avec les variations dans les niveaux d'éveil. Le but principal d'e cette thèse était donc de documenter quelles sont les variations dans les activités EEGs à l'éveil qui représentent des changements dans les niveaux d'éveil. Les changements dans les activités EEGs à l'éveil ont été comparés aux fluctuations observées dans les mesures traditionnelles de la vigilance, soit les latences d'endormissement et les échelles de vigilance subjective. Quatre conditions expérimentales ont servi pour induire des changements dans les niveaux d'éveil. Les mesures de la vigilance ont été recueillies en condition normale d'entraînement, à la suite d'une diminution de la durée du sommeil, pendant une exposition à la lumière vive et, enfin, durant une privation de sommeil longue de près de 40 heures. Au total, 44 sujets jeunes et normaux ont été testés. Les résultats ont démontré que les activités EEGs à l'éveil répondent aux influences qui induisent des changements dans les niveaux d'éveil. Il semble donc que les variations dans les énergies de l'activité corticale puissent nous donner des indices sur la dynamique des états d'éveil. Il est apparu aussi que certains changements dans les activités EEGs à l'éveil correspondaient à ceux de la vigilance subjective. Il est possible que ces deux mesures de l'éveil répondent aux mêmes influences, qu'elles soient modulées par les mêmes processus ou qu'elles agissent l'une sur l'autre. Une telle association entre une mesure physiologique et une mesure subjective pourra servir à étudier de façon plus précise les mécanismes physiologiques qui sont à la base de la sensation d'être "très éveillé" et "très endormi".