Laboratoire de réalité virtuelle

Réalité virtuelle et interfaces personne-machine

La complexité et la taille croissantes des domaines de calcul en trois dimensions ont motivé l'exploration des techniques avancées de la réalité virtuelle, dans des environnements d'immersion (CAVE, ImmersaDesk, Reality Center, etc.). Ces environnements permettent de visualiser des géométries et des solutions numériques en image de reconstitution 3D réelle à l'aide des principes de vision stéréoscopique assistée de lunettes. Les utilisateurs ont l'illusion d'un objet 3D autour duquel ou dans lequel ils peuvent se déplacer. Cela permet de travailler avec des objets au lieu d'images d'objets. Nos recherches en réalité virtuelle se déroulent dans la voûte d'immersion (CAVE) installée à l'École polytechnique de Montréal.

Simulateur de chirurgie en réalité virtuelle

En collaboration avec l'École polytechnique de Montréal et le laboratoire de modélisation biomécanique et de chirurgie assistée par ordinateur (LMBCAO) de l'Hôpital Sainte-Justine, un simulateur de chirurgie du rachis scoliotique a été élaboré.

Faisant appel aux dernières technologies en matière de réalité virtuelle, ce simulateur de chirurgie propose une alternative aux outils d'entraînements traditionnels utilisés par les médecins résidents lors de leur formation (sawbones et cadavres), outils coûteux, peu flexibles et nécessitant un remplacement répétitif.

La possibilité de modifier la géométrie du rachis et d'ajuster les paramètres du modèle biomécanique permet aussi de modéliser correctement les déformations vertébrales d'un patient donné, ouvrant de ce fait la voie au prototypage virtuel de chirurgies spécifiques et délicates, permettant ainsi de minimiser les risques d'erreurs et les complications, de diminuer le temps de chirurgie et d'identifier avant l'opération le traitement permettant d'obtenir la meilleure correction possible pour le patient.

Jusqu'à présent, un prototype complet du simulateur a été développé et propose à la fois un environnement virtuel détaillé modélisant une salle d'opérations complète de l'Hôpital Sainte-Justine, une interface intuitive permettant d'interagir aisément avec le monde virtuel et de manipuler les différents implants chirurgicaux proposés, et un modèle éléments finis simulant les réponses aux sollicitations exercées sur la reconstruction géométrique du rachis.

L'implantation modulaire permettra aux cours des prochains mois de remplacer le modèle biomécanique actuel par d'autres, plus raffinés ou incorporant des manoeuvres chirurgicales encore non simulées.

Les travaux ont été poursuivis avec Jacques-André Boulay qui décrit son travail dans un texte récompensée au concours de vulgarisation scientifique de l'ACFAS.

Jacques-André décrit lui-même ses travaux dans sa page personnelle.

Éditeur de molécules

L'éditeur de molécules MolEdit a été créé afin de servir de plateforme de test pour les différents projets menés en visualisation scientifique, tout en donnant aux chercheurs en chimie un outil de visualisation et d'édition de molécules performant en mode immersif. Plate-forme de tests idéale pour mettre à profit le résultat de nos recherches, MolEdit nous permet de tirer le maximum des nouvelles technologies offertes par notre graphe de scène WLV, en plus de contribuer au succès de plusieurs expériences de collaboration scientifique à distance. Pour ce qui est des fonctionnalités reliées à la chimie, nous travaillons notamment en collaboration avec des chercheurs du Cinvestav au Mexique.

Utilisation de logiciels libres

Nous entreprenons actuellement l'aménagement de l'environnement d'immersion de Polytechnique avec un réseau d'ordinateurs personnels, le système d'exploitation Linux et des logiciels libres. Cela fait suite à notre participation à Expo-Québec 2003, au cours de laquelle cette technologie a été offerte pour la première fois au grand public.