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Les expérimentations en optique sont essentielles pour l’apprentissage et la compréhension de phénomènes physiques. Le problème avec ces expérimentations est qu’elles nécessitent généralement beaucoup de temps à la fois pour leur construction et leur entretien, elles sont potentiellement dangereuses notamment lors de l’utilisation de sources laser, et elles sont généralement coûteuses en raison de la présence de composants optiques sensibles.

Nous proposons de simuler de telles expérimentations en utilisant des systèmes hybrides qui exploitent à la fois la réalité augmentée spatiale et l’interaction tangible. En particulier, nous nous concentrons sur l’une des expériences optiques les plus populaires: l’interféromètre de Michelson. Dans notre approche, nous ciblons un système hautement interactif où les étudiants sont capables d’interagir en temps réel avec un interféromètre de Michelson augmentée (AMI – Augmented Michelson Interferometer) afin d’observer et tester des hypothèses, pour améliorer leur compréhension du phénomène. Par rapport à une simulation entièrement numérique, nous étudions une approche qui bénéficie à la fois des éléments physiques et virtuels, et où les étudiants manipulent des répliques physiques (tangibles) des composants optiques (par exemple les lentilles et les miroirs) imprimés en 3D.

Notre objectif est double. Tout d’abord, nous voulons nous assurer que les étudiants vont apprendre avec notre simulateur les mêmes concepts et compétences qu’ils apprennent aujourd’hui avec les méthodes traditionnelles. Deuxièmement, nous faisons l’hypothèse que ce système ouvre de nouvelles opportunités pour enseigner l’optique d’une manière qui n’a pas été possible jusqu’ici, en manipulant des concepts au-delà des limites de phénomènes physiques observables.

Pour atteindre cet objectif, nous avons construit une équipe complémentaire composée d’experts dans le domaine de l’optique, de l’Interaction Homme-Machine, dans le domaine des capteurs et des actionneurs, ainsi que celui des sciences de l’éducation.

La première version du projet HOBIT est un interféromètre de Michelson augmenté (AMI : Augmented Michelson Interferometer). Ce dispositif a été implanté à l’IUT de Bordeaux et testé par une centaine d’étudiants du département de Mesures Physiques en 2015.

Publication

David Furio, Stéphanie Fleck, Bruno Bousquet, J.-P. Guillet, Lionel Canioni, Martin Hachet. HOBIT: Hybrid Optical Bench for Innovative Teaching. SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI ’17), May 2017, Denver, United States. 2017,

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