Ecole Doctorale
Sciences du Mouvement Humain
Spécialité
Sciences du Mouvement Humain - MPL
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Interaction haptique,causalité de Granger-Geweke,division de la tâche,émergence de rôles,sous-mouvements,dyades,
Keywords
Haptic interaction,Granger-Geweke causality,task division,emergence of roles,submovements,dyads,
Titre de thèse
Echange dinformation et émergence des rôles lors dinteractions haptiques interpersonnelles
Information exchange and role emergence during interpersonal haptic interactions
Date
Lundi 12 Décembre 2022 à 9:00
Adresse
Campus triolet Bâtiment 36, place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5 amphithéâtre
Jury
Directeur de these |
M. Julien LAGARDE |
Université de Montpellier |
Rapporteur |
M. Raoul HUYS |
Université Toulouse 3 Paul Sabatier |
Rapporteur |
Mme Isabelle SIEGLER |
Université Paris-Saclay |
CoDirecteur de these |
M. Ganesh GOWRISHANKAR |
Université de Montpellier |
Président |
Mme Christine AZEVEDO-COSTE |
Université de Montpellier |
Examinateur |
M. Brice ISABLEU |
Aix-Marseille Université |
Résumé de la thèse
Les interactions interpersonnelles font partie de notre vie quotidienne, et parmi elles les interactions haptiques font partie des moins étudiées. Lhaptique est pourtant lun des sens principaux de lêtre humain, qui contribue à la perception du monde extérieur notamment par le toucher, mais également à la perception des mouvements et des forces produits par son propre organisme. Lors dactions jointes lhaptique est réputé comme permettant un échange dinformation entre les co-acteurs, et ainsi datteindre la coordination. Or les mécanismes physiologiques vecteurs de cet échange sont encore mal connus, lobjectif principal de cette thèse est donc de les identifier. Les forces dinteractions ont été pressenties dans la littérature comme permettant un échange dinformation entre individus, mais aucun élément spécifique à lappui de cette vision na encore été clairement identifié. Nous proposons détudier ces forces et principalement leurs composantes oscillatoires, inspirés en cela par la littérature portant sur les sous-mouvements. Pour cela nous avons choisi dutiliser la causalité de Granger-Geweke, une méthode danalyse qui quantifie linfluence causale entre deux systèmes indépendants, et ceci dans le domaine fréquentiel. Nous lavons appliquée ici pour la première fois à des séries temporelles de force, avec lhypothèse quelle permettrait de quantifier léchange dinformation quelles encapsulent. Par ailleurs lors dinteractions haptiques les co-acteurs sont également connus comme adoptant différentes stratégies afin de se coordonner, notamment par lémergence de rôles de meneur et de suiveur. Aucun consensus nexiste cependant quant aux marqueurs qui pourraient servir à identifier ces rôles. Nous avons proposé dutiliser la différence dinfluence causale, telle que mesurée par Granger, pour identifier le meneur lors de notre interaction.
Les contributions de cette thèse sont les suivantes : (1) Nous avons identifié les forces oscillant dans la plage fréquentielle de 2.15 à 7 Hz comme permettant léchange dinformation lors dinteraction haptique. Nos résultats ont également démontré que les participants modulent cet échange en fonction de la difficulté de la tâche. (2) Nous avons aussi montré lutilité de la causalité de Granger-Geweke pour quantifier léchange dinformation lors dune interaction haptique. Enfin nous avons proposé linfluence causale ainsi mesurée comme marqueur de lémergence des rôles.
Thesis resume
Interpersonal interactions are a part of our everyday life, and haptic interactions are one of the least studied amongst them. The haptic sense is one of humans fundamental senses, allowing them to perceive the world around them, particularly through touch, but also to perceive their own movements and organisms internal forces. During joint actions, haptic is believed to allow an exchange of information between co-actors, and thus to attain coordination. However, the physiological mechanisms underlying this exchange are still unknown, accordingly this thesis principal objective is to identify them. In the literature, interaction forces are believed to allow an information exchange between individuals, but no specific element supporting this claim was found to date. We propose to study those forces and more particularly their oscillatory components, inspired in that endeavor by the submovements literature. For this purpose we chose to use the Granger-Geweke causality, an analysis method designed to quantify causal influence between two independent systems in the frequency domain. Here we applied for the first time this method to forces time series, under the hypothesis that it would allow to quantify the information exchange they embody. Furthermore, during haptic interactions co-actors are also known to adopt different strategies in order to coordinate, notably through the emergence of leader-follower roles. However, no consensus has been attained in the literature regarding the markers that identify these roles. We proposed to use the difference between causal influences, as measured by Granger, to identify the leader in our interaction.
This thesis contributions are: (1) we have identified the forces oscillating in the 2.15-7 Hz frequency band which allow the information exchange during haptic interaction. Our results demonstrated as well that this exchange is modulated by participants depending on the task difficulty. (2) We have also shown Granger-Geweke causalitys usefulness to quantify information exchange during haptic interaction. Finally, we proposed the causal influence as measured by Granger, as a marker of role emergence.