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351. Digitally assisted stereo drawing

Author: Jérémy Laviole, Fabien Lotte, Martin Hachet, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Laviole, Jérémy
Subjects: ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.1: Multimedia Information Systems, ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: International audience; With the increasing range of available stereoscopic rendering devices, stereoscopic images and videos are reaching the general public. Creating such pairs of images digitally from 3D content is easy to tweak and adjust. On the other hand, drawing directly stereoscopic scenes on a sheet of paper is very hard to perform. In this paper, we focus on such an interactive task where interactive 3D graphics and novel user interfaces are combined together to create stereoscopic drawings from a standard pen and paper interface. Our system is based on augmented reality, multitouch, and 3D spatial interaction, to enhance interaction with the 3D scene. The projection of the left and right views on the paper guides the users in their stereoscopic drawing task, while maintaining a high level of expressiveness. This work is a first step towards promising full applications for interactive drawing of 3D stereoscopic images.
Published: 2012

352. Modeling On and Above a Stereoscopic Multitouch Display

Author: de Araujo, Bruno, Casiez, Géry, Jorge, Joaquim, Hachet, Martin, Visualization and Intelligent MultiModal Interfaces Group - INESC-ID, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa (IST), Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes (MINT2), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Informatique Fondamentale de Lille (LIFL), Université de Lille, Sciences et Technologies-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lille, Sciences Humaines et Sociales-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: [INFO.INFO-DL]Computer Science [cs]/Digital Libraries [cs.DL], [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], ComputingMethodologies_COMPUTERGRAPHICS
Abstract: International audience; We present a semi-immersive environment for conceptual design where virtual mockups are obtained from gestures we aim to get closer to the way people conceive, create and manipulate three-dimensional shapes. We developed on-and-above-the-surface interaction techniques based on asymmetric bimanual interaction for creating and editing 3D models in a stereoscopic environment. Our approach combines hand and nger tracking in the space on and above a multitouch surface. This combination brings forth an alternative design environment where users can seamlessly switch between interacting on the surface or in the space above it to leverage the bene t of both interaction spaces.
Published: 2012

353. Brain-Computer Interfaces: Beyond Medical Applications

Author: Michael Tangermann, J. van Erp, Fabien Lotte, The Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Technische Universität Berlin (TU), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Technical University of Berlin / Technische Universität Berlin (TU)
Subjects: User interfaces, PCS - Perceptual and Cognitive Systems, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, General Computer Science, Computer science, Biomedical Innovation, 02 engineering and technology, computer.software_genre, 03 medical and health sciences, brain-computer interfaces, 0302 clinical medicine, [INFO.INFO-CY]Computer Science [cs]/Computers and Society [cs.CY], Human–computer interaction, human-computer interaction, assistive technology, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, signal processing, Brain–computer interface, Brain computer interfaces, Multimedia, business.industry, Computer Applications, Usability, BSS - Behavioural and Societal Sciences, System integration, 020201 artificial intelligence & image processing, Computer applications, User interface, business, computer, Healthy Living, 030217 neurology & neurosurgery, Human
Abstract: International audience; Brain-computer interaction has already moved from assistive care to applications such as gaming. Improvements in usability, hardware, signal processing, and system integration should yield applications in other nonmedical areas.
Published: 2012
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354. PapARt : interactive 3D graphics and multi-touch augmented paper for artistic creation

Author: Jeremy Laviole, Martin Hachet, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: business.industry, Computer science, Interface (computing), 05 social sciences, Multi-touch, 020207 software engineering, 02 engineering and technology, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.1: Multimedia Information Systems, drawing, augmented reality, Computer graphics, Data visualization, Projection (mathematics), Human–computer interaction, Computer graphics (images), artistic creation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0501 psychology and cognitive sciences, Augmented reality, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Graphics, User interface, depth camera, business, 050107 human factors
Abstract: International audience; Standard physical pen-and-paper creation and computer graphics tools tend to evolve in separate tracks. In this paper, we propose a new interface, PapARt, that bridges the gap between these two worlds. We developed a system that allow users to visualize, ma- nipulate and edit a 3D scene projected onto a paper sheet. Using multitouch and tangible interfaces, users can directly interact with the 3D scene to prepare their drawings. Then, thanks to the pro- jection of the 3D scene directly on the final surface medium, they can draw using standard tools while relying on the underlying 3D scene. Hence, users benefit from both the power of interactive 3D graphics and fast and easy interaction metaphors, while keeping a direct link with the physical material. PapARt has been tested dur- ing a large scale exhibition for general public. Such an interface, which combines computer-assisted drawing and free form user ex- pressiveness on a standard sheet of paper, opens new perspectives for enhancing user creation.
Published: 2012
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355. Beyond the Tunnels: Advanced 3D graphical modulation

Author: Florent Berthaut, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Berthaut, Florent, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: [INFO.INFO-SD]Computer Science [cs]/Sound [cs.SD], [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-SD] Computer Science [cs]/Sound [cs.SD]
Abstract: International audience; Tunnels are 3D graphical sliders which modify the appearance of, or "modulate", one or several 3D objects simultaneously using these objects as cursors themselves. They rely on a strong visual feedback to provide multiple scales and parameters combinations which makes them appropriate for the use in immersive virtual musical instruments. In this paper we present applications of the Tunnels for collaborative modulation tasks, for avatars and weapons modifications in 3D video games, and for the control of interactive scenarios. We also propose several improvements to the Tunnels such as a method for storing them and a two-dimensional version called Grids.
Published: 2012

356. Improvised interfaces for real-time musical applications

Author: Myriam Desainte-Catherine, Jonathan Aceituno, Julien Castet, Martin Hachet, Méthodes et outils pour l'Interaction à gestes (MINT2), Inria Lille - Nord Europe, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: Structure (mathematical logic), Multimedia, Computer science, InformationSystems_INFORMATIONINTERFACESANDPRESENTATION(e.g.,HCI), 05 social sciences, 020207 software engineering, Musical instrument, 02 engineering and technology, Musical, Interaction Styles, computer.software_genre, New Interfaces for Musical Expression, Human–computer interaction, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO.INFO-DL]Computer Science [cs]/Digital Libraries [cs.DL], 0501 psychology and cognitive sciences, Augmented reality, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], computer, 050107 human factors
Abstract: International audience; Computers offer a wealth of promises for real-time musical control. One of them is to enable musicians to change the structure of their instruments in the same time they are playing them, allowing them to adapt their tools to their wills and needs. Few interaction styles provide enough freedom to achieve this. Improvised interfaces are tangible interfaces made out of found objects and tailored by their users. We propose to take advantage of these improvised interfaces to turn the surrounding physical environment into a dynamic musical instrument with tremendous possibilities. Methods dealing with design issues are presented and an implementation of this novel approach is described.
Published: 2012

357. Les Interfaces Cerveau-Ordinateur: Conception et Utilisation en Réalité Virtuelle

Author: Fabien Lotte, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Lotte, Fabien
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, 0206 medical engineering, [INFO.INFO-GR] Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], 02 engineering and technology, 020601 biomedical engineering, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, [INFO.INFO-CV] Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, 030217 neurology & neurosurgery, [SPI.SIGNAL] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: Brain-Computer Interfaces (BCI) are emerging interfaces that enable their users to send commands to a computer by means of brain activity only. In this paper, we first propose a brief overview of BCI, focused on BCI principles and applications. In a second part, we present our recent contributions to BCI research. More precisely, we present 1) our contributions in brain signal processing and classification to design an efficient BCI, able to accurately identify the user's mental state and 2) our work related to the design of concrete BCI-based virtual reality applications. Finally, this paper proposes some promising perspectives for BCI, notably in the fields of assistive technologies, video games and mental state monitoring., Les interfaces cerveau-ordinateur ou BCI ("Brain-Computer Interfaces") sont une forme émergente d'interfaces permettant à un utilisateur d'envoyer des commandes à un ordinateur uniquement grâce à son activité cérébrale. Dans cet article, nous proposons tout d'abord un bref tour d'horizon des BCI s'intéressant à leur fonctionnement et à leurs applications. Dans une deuxième partie, nous présentons nos récents travaux et plus particulièrement 1) nos contributions en traitement et classification de signaux cérébraux afin de concevoir des BCI efficaces, capables de reconnaitre précisément l'état mental de l'utilisateur et 2) nos recherches visant à concevoir des applications concrètes de réalité virtuelle contrôlée à l'aide d'une BCI. Enfin, cet article propose quelques perspectives prometteuses pour les BCI notamment dans les domaines du handicap, des jeux vidéos ou encore du suivi temps réel d'état mental.
Published: 2012

358. CAT : un « chat » plus agile que la souris ?

Author: Hachet, Martin, Blonz, Christian, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Direction de la communication (DIRCOM), Inria Siège, Interstices, inria, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Direction de la communication (DCom)
Subjects: interface utilisateur, [INFO.INFO-GR] Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], objet virtuel, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], périphérique d'entrée, [INFO.INFO-GR]Computer Science [cs]/Graphics [cs.GR], réalité virtuelle
Abstract: National audience; Démonstration en vidéo du CAT, un périphérique d’entrée à six degrés de liberté, conçu pour la navigation dans des environnements virtuels projetés sur grand écran, et l’interaction avec des objets virtuels.
Published: 2005

359. Characterizing Regularization Techniques for Spatial Filter Optimization in Oscillatory EEG Regression Problems

Author: Andreas Meinel, Sebastián Castaño-Candamil, Benjamin Blankertz, Fabien Lotte, Michael Tangermann, Lotte, Fabien, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Technical University of Berlin / Technische Universität Berlin (TU), Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Technische Universität Berlin (TU), and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-BT] Computer Science [cs]/Biotechnology, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-LG] Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience
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360. When should MI-BCI feature optimization include prior knowledge, and which one?

Author: Camille Benaroch, Maria Sayu Yamamoto, Aline Roc, Pauline Dreyer, Camille Jeunet, Fabien Lotte, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Cognition, Langues, Langage, Ergonomie (CLLE), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Institut de Neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (INCIA), and Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-SFR Bordeaux Neurosciences-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Human-Computer Interaction, Behavioral Neuroscience, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Biomedical Engineering, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Electrical and Electronic Engineering, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Motor imagery-based brain-computer interfaces (MI-BCIs) rely on interactions between humans and machines. Therefore, the (learning) characteristics of both components are key to understand and improve performances. Data-driven methods are often used to select/extract features with very little neurophysiological prior. Should such approach include prior knowledge and, if so, which one? This paper studies the relationship between BCI performances and characteristics of the subject-specific Most Discriminant Frequency Band (MDFB) selected by a popular heuristic algorithm. First, our results showed a correlation between the selected MDFB characteristics (mean and width) and performances. Then, to investigate a possible causality link, we compared, online, performances obtained with a constrained (enforcing characteristics associated to high performances) and an unconstrained algorithm. Although we could not conclude on causality, average performances using the constrained algorithm were the highest. Finally, to understand the relationship between MDFB characteristics and performances better, we used machine learning to 1) predict MI-BCI performances using MDFB characteristics and 2) select automatically the optimal algorithm (constrained or unconstrained) for each subject. Our results revealed that the constrained algorithm could improve performances for subjects with either clearly distinct or no distinct EEG patterns.
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361. Turning negative into positives! Exploiting 'negative' results in Brain-Machine Interface (BMI) research

Author: Ricardo Chavarriaga, Dave E. Thompson, Reinhold Scherer, Moritz Grosse-Wentrup, Andrea Kübler, Camille Jeunet, Natalie Dayan, Laurent Bougrain, Rakibul Mowla, Karen Dijkstra, Fabien Lotte, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Cognition, Langues, Langage, Ergonomie (CLLE), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Analysis and modeling of neural systems by a system neuroscience approach (NEUROSYS), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Complex Systems, Artificial Intelligence & Robotics (LORIA - AIS), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Kansas State University, University of Essex, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), University of Vienna [Vienna], Radboud University [Nijmegen], Faculty of Computing and Engineering [University of Ulster], University of Ulster, Fabien Lotte was partly supported by the European Research Council, with project BrainConquest (grant ERC-2016-STG-714567) and the French National Research Agency with project REBEL (grant ANR-15-CE23-0013-01). Ricardo Chavarriaga was supported partially by the IEEE Brain Initiative and the IEEE Standards Association Industry Connections Program. Camille Jeunet was partially supported by the EPFL-Inria International Lab as well as by the Swiss National Foundation (SNF) for scientific research., ANR-15-CE23-0013,REBEL,Redéfinir les Interfaces Cerveau-Ordinateur pour permettre à leurs utilisateurs d'en maitriser le contrôle(2015), European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Julius-Maximilians-Universität Würzburg [Wurtzbourg, Allemagne] (JMU), and Radboud university [Nijmegen]
Subjects: Computer science, Negative results, prevalence, Biomedical Engineering, computer interface, Guidelines, 050105 experimental psychology, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], BMI, [SCCO]Cognitive science, 03 medical and health sciences, Behavioral Neuroscience, 0302 clinical medicine, Models, thinking, Theory, 0501 psychology and cognitive sciences, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], BCI, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Electrical and Electronic Engineering, user, science, Brain–computer interface, communication, Scientific progress, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, 05 social sciences, nutritional and metabolic diseases, Cognitive artificial intelligence, Hypothesis, motor-imagery, Human-Computer Interaction, [SCCO.PSYC]Cognitive science/Psychology, Publication, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], [STAT.ME]Statistics [stat]/Methodology [stat.ME], 030217 neurology & neurosurgery, Cognitive psychology
Abstract: Item does not contain fulltext Results that do not confirm expectations are generally referred to as 'negative' results. While essential for scientific progress, they are too rarely reported in the literature - Brain-Machine Interface (BMI) research is no exception. This led us to organize a workshop on BMI negative results during the 2018 International BCI meeting. The outcomes of this workshop are reported herein. First, we demonstrate why (valid) negative results are useful, and even necessary for BMIs. These results can be used to confirm or disprove current BMI knowledge, or to refine current theories. Second, we provide concrete examples of such useful negative results, including the limits in BMI-control for complete locked-in users and predictors of motor imagery BMI performances. Finally, we suggest levers to promote the diffusion of (valid) BMI negative results, e.g. promoting hypothesis-driven research using valid statistical tools, organizing special issues dedicated to BMI negative results, or convincing institutions and editors that negative results are valuable. 12 p.
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362. Towards a Spatial Ability Training to Improve Mental Imagery based Brain-Computer Interface (MI-BCI) Performance: a Pilot Study

Author: Suzy Teillet, Fabien Lotte, Camille Jeunet, Bernard N'Kaoua, Jeunet, Camille, Interactions humain-machine, objets connectés, contenus numériques, données massives et connaissance - Redéfinir les Interfaces Cerveau-Ordinateur pour permettre à leurs utilisateurs d'en maitriser le contrôle - - REBEL2015 - ANR-15-CE23-0013 - AAPG2015 - VALID, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Programming Language Technology For Communication Services (Phoenix), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Handicap et système nerveux :Action, communication, interaction: rétablissement de la fonction et de la participation [Bordeaux] (EA4136), UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2], Université de Bordeaux (UB), Initiative d'Excellence (IdEx) Université de Bordeaux, ANR-15-CE23-0013,REBEL,Redéfinir les Interfaces Cerveau-Ordinateur pour permettre à leurs utilisateurs d'en maitriser le contrôle(2015), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Handicap et système nerveux :Action, communication, interaction: rétablissement de la fonction et de la participation [Bordeaux] (EA4136), UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Subjects: Computer science, Spatial ability, Population, computer.software_genre, 050105 experimental psychology, Mental rotation, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Human–computer interaction, Training, 0501 psychology and cognitive sciences, education, Brain–computer interface, Protocol (science), education.field_of_study, Multimedia, Instructional design, 05 social sciences, [SDV.NEU.SC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Cognitive Sciences, Cognition, Mental Rotation, Spatial Abilities, Brain-Computer Interfaces, computer, 030217 neurology & neurosurgery, [SDV.NEU.SC] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Cognitive Sciences, Mental image
Abstract: International audience; —Although Mental Imagery based Brain-Computer Interfaces (MI-BCIs) seem to be very promising for many applications, they are still rarely used outside laboratories. This is partly due to suboptimal training protocols, which provide little help to users learning how to control the system. Indeed, they do not take into account recommendations from instructional design. However, it has been shown that MI-BCI performances are significantly correlated to certain aspects of the users' cognitive profile, such as their Spatial Abilities (SA). Thus, it remains to be elucidated whether training the SA of BCI users would also improve their BCI control performance. Therefore, we proposed and validated an SA training that aimed at being included in an MI-BCI training protocol. Our pre-studies indeed confirmed that such a training does increase people's SA abilities. We then conducted a pilot study with 3 participants, one with a standard MI-BCI training protocol, one with the proposed SA training integrated into a standard MI-BCI training, and another control integrating another training, here verbal comprehension tasks, into a standard MI-BCI training. While such a small population cannot lead to any strong result, our first results show that SA training can indeed be integrated into MI-BCI training and is thus worth being further investigated for BCI user training.

363. How Well Can We Learn With Standard BCI Training Approaches? A Pilot Study

Author: Camille Jeunet, Alison Cellard, Sriram Subramanian, Martin Hachet, Kaoua, Bernard N., Fabien Lotte, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB), Bristol Interaction and Graphics (BIG), University of Bristol [Bristol], BIG, University of Bristol [Bristol]-University of Bristol [Bristol], Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), EA 4136 - Handicap & Système Nerveux - Equipe CHIC, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: learning, [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, motor task, [SHS.EDU]Humanities and Social Sciences/Education, feedback, [INFO.EIAH]Computer Science [cs]/Technology for Human Learning, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Brain-Computer Interface (BCI), training task
Abstract: International audience; While being very promising, brain-computer interfaces (BCI) remain barely used outside laboratories because they are not reliable enough. It has been suggested that current training approaches may be partly responsible for the poor reliability of BCIs as they do not satisfy recommendations from psychology and are thus inadequate. To determine to which extent such BCI training approaches (i.e., feedback and training tasks) are suitable to learn a skill, we used them in another context (without a BCI) to train 20 users to perform simple motor tasks. While such approaches enabled learning for most subjects, results also showed that 15% of them were unable to learn these simple motor tasks, which is close to the BCI illiteracy rate [1]. This further suggests that current BCI training approaches may be an important factor of illiteracy, thus deserving more attention.

364. Les cartes tactiles interactives pour améliorer l’accessibilité des données spatiales pour les déficients visuels

Author: Anke Brock, Bernard Oriola, Claude Griet, Christophe Jouffrais, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Etude de L’Interaction Personne SystèmE (IRIT-ELIPSE), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Education Spécialisée pour Déficients Visuels [Toulouse] (CESDV), Institut des Jeunes Aveugles [Toulouse] (IJA), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Abstract: National audience; L'Organisation Mondiale de la Santé estime que 285 millions de personnes sont atteintes de déficiences visuelles dans le monde entier [11]. Cette population est confrontée à des défis importants liés à la perception des données spatiales. En effet, parce qu'elles sont avant tout visuelles, les représentations spatiales ne sont pas facilement accessibles. Les personnes déficientes visuelles manquent alors d'exposition à des données géographiques, à des schémas mathématiques ou techniques, etc., avec des conséquences importantes sur leur éducation mais aussi sur leur autonomie. Par exemple, 56% des personnes ayant une déficience visuelle en France ont déclaré avoir des problèmes en matière de mobilité et d'orientation sans avoir aucun problème de motricité [6]. Il est certain que l'apprentissage a priori des environnements à parcourir permettrait de les rassurer et les encouragerait à se déplacer. Figure 1: Impression d'une carte tactile Historiquement, les déficients visuels utilisent des cartes en relief avec des légendes en braille pour accéder à des informations spatiales. Plusieurs études ont d'ailleurs démontré que les cartes tactiles permettent effectivement la création de représentations mentales de l'espace [10]. Différentes techniques et matériaux permettent la production de ces cartes tactiles. Il est par exemple possible de déformer du plastique pour lui donner du relief. Il est aussi possible d'utiliser une imprimante en Braille ou en relief, de l'encre feuilletée ou du papier gaufré [8]. La méthode la plus souvent utilisée consiste à utiliser du papier thermoformé. Ce papier spécial contient des microcapsules d'alcool et peut passer dans une imprimante classique. Lorsque les feuilles imprimées sont passées dans un four, la chaleur fait gonfler les tracés noirs (Figure 1). Néanmoins, ces cartes tactiles ont de nombreuses limitations. Tout d'abord, il est admis qu'il est très difficile d'intégrer des informations spatiales grâce à une exploration tactile. Il est donc nécessaire de diminuer la quantité d'informations que les cartes tactiles peuvent afficher [9]. De plus, une fois imprimées, ces cartes ne sont plus modifiables et ne peuvent donc pas être mises à jour. Finalement, l’écriture en braille prend beaucoup de place. En général, seules les abréviations des figurés sont placées sur la carte et sont accompagnées des légendes détaillées présentées sur une autre page, voire un petit fascicule. L’alternance entre la lecture de la carte et la lecture des légendes entraîne des interruptions et augmente la charge cognitive nécessaire à la compréhension. Il faut aussi noter que seule une petite partie des déficients visuels (15% en France) lit le braille [6]. Les non lecteurs sont alors privés des légendes et nécessitent de l’aide pour comprendre ces cartes. Depuis quelques années, il est évident que les progrès technologiques permettent d’envisager la conception de cartes tactiles interactives bien plus accessibles.

365. Biased feedback influences learning of Motor Imagery BCI

Author: Jelena Mladenović, Jérémy Frey, Jeremie Mattout, Fabien Lotte, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Ullo, Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Centre de recherche en neurosciences de Lyon - Lyon Neuroscience Research Center (CRNL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [SCCO.PSYC]Cognitive science/Psychology, [SCCO.COMP]Cognitive science/Computer science, [INFO.EIAH]Computer Science [cs]/Technology for Human Learning, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience; Various user trainings were proposed to assist the user in accomplishing Motor Imagery (MI) BCI task, e.g. the use of positive (biased) feedback which is an optimistic representation of one's labeled brain activity has shown to increase performance or learning. On the contrary, in some cases positive feedback decreased while negative increased user learning within one session. In order to better understand the benefits of biased feedback on performance and learning during the BCI training, we consider user states such as workload and the flow state, a state of optimal cognitive control, immersion, and pleasure, which has shown to correlate to performance.

366. Brain-Computer Interfaces Handbook: Technological and Theoretical Advance

Author: Nam, Chang S., Anton Nijholt, Fabien Lotte, North Carolina State University [Raleigh] (NC State), University of North Carolina System (UNC), University of Twente [Netherlands], Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), University of Twente, and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [INFO.INFO-MM]Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [SCCO.PSYC]Cognitive science/Psychology, [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; This handbook is a valuable resource to anyone involved with improvement of people's lives by replacing, restoring, supplementing and improving motor action, and understanding the neural bases of such functions. While there are several other resources available, there is no handbook such as this one. This handbook addresses the recent and rapid changes in the field of braincomputer interfaces (BCIs). Due to these changes interest in BCI has grown enormously, including interest from computer science researchers with a background in computational intelligence, human-computer interaction, and researchers in entertainment technology.

367. Code the Globe: Interactive Content for Spherical Displays with simple Webpages

Author: Thomas Crespel, Brett Ridel, Clara Rigaud, Anke Brock, Patrick Reuter, Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université de Bordeaux (UB), Melting the frontiers between Light, Shape and Matter (MANAO), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences (LP2N), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Université de Bordeaux (UB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Université de Bordeaux (UB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ESTIA Recherche, Ecole Supérieure des Technologies Industrielles Avancées (ESTIA), Université de Bordeaux (UB)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Université de Bordeaux (UB)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut d'Optique Graduate School (IOGS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ESTIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY, Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Subjects: ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.2: User Interfaces/H.5.2.4: Graphical user interfaces (GUI), spherical display, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.2: User Interfaces/H.5.2.6: Input devices and strategies (e.g., mouse, touchscreen), ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.6: Methodology and Techniques/I.3.6.3: Interaction techniques, web programming, touch input, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], ACM: I.: Computing Methodologies/I.3: COMPUTER GRAPHICS/I.3.3: Picture/Image Generation/I.3.3.3: Display algorithms
Abstract: International audience; Although spherical displays become more and more pervasive, the design of interactive content for these displays still remains difficult as it requires most developers to get familiar with specific tools for managing the output and input. In this paper, we present a framework for developing applications for multitouch spherical displays that makes it possible to create interactive content by programming standard GUI applications, as for example interactive web pages. The principal idea is to adapt the window output and interaction input of classical GUIs outside the application. To this end, our framework consists of two standalone applications where the first one captures the window output and changes the projection via GPU shaders, and the second one adapts the input with a Node.js server and sends interaction and mouse events. In this way, the same application runs on a standard desktop, and on the spherical display. Advantages of our approach include fast prototyping, and the fact that masses of developers can create applications for spherical displays just as if it were, for example, classical web applications. We believe that our framework will contribute to making spherical displays even more pervasive in the future.

368. Identifying factors influencing the outcome of BCI-based post stroke motor rehabilitation towards its personalization with Artificial Intelligence

Author: Trocellier, David, N’kaoua, Bernard, Lotte, Fabien, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB), ANR-20-THIA-0008,AI by UBx,L'intelligence artificielle, par l'université de Bordeaux(2020), European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017), TROCELLIER, David, L'intelligence artificielle, par l'université de Bordeaux - - AI by UBx2020 - ANR-20-THIA-0008 - PNIA - VALID, and Boosting Brain-Computer Communication with high Quality User Training - BrainConquest - - H2020 Pilier ERC2017-07-01 - 2022-06-30 - 714567 - VALID
Subjects: [SDV.IB] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI]
Abstract: International audience
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369. Class-distinctiveness-based frequency band selection on the Riemannian manifold for oscillatory activity-based BCIs: preliminary results

Author: Yamamoto, Maria Sayu, Lotte, Fabien, Yger, Florian, Chevallier, Sylvain, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes de Versailles (LISV), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Université Paris-Saclay, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire d'analyse et modélisation de systèmes pour l'aide à la décision (LAMSADE), Université Paris Dauphine-PSL, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-THIA-0013,UDOPIA,Programme Doctoral en Intelligence Artificielle de l'Université Paris-Saclay(2020), and European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017)
Subjects: Imagery, Psychotherapy, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], [MATH.MATH-GT]Mathematics [math]/Geometric Topology [math.GT], Humans, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Algorithms, Physical Therapy Modalities
Abstract: International audience; Considering user-specific settings is known to enhance Brain-Computer Interface (BCI) performances. In particular, the optimal frequency band for oscillatory activity classification is highly user-dependent and many frequency band selection methods have been developed in the past two decades. However, it is not well studied whether those conventional methods can be efficiently applied to the Riemannian BCIs, a recent family of BCI systems that utilize the non-Euclidean nature of the data unlike conventional BCI pipelines. In this paper, we proposed a novel frequency band selection method working on the Riemannian manifold. The frequency band is selected considering the class distinctiveness as quantified based on the inter-class distance and the intra-class variance on the manifold. An advantage of this method is that the frequency bandwidth can be adjusted for each individual without intensive optimization steps. In a comparative experiment using a public dataset of motor imagery-based BCI, our method showed a substantial improvement in average accuracy over both a fixed broad frequency band and a popular conventional frequency band selection method. In particular, our method substantially improved performances for subjects with initially low accuracies. This preliminary result suggests the importance of developing new user-specific setting algorithms considering the manifold properties, rather than directly applying methods developed prior to the rise of the Riemannian BCIs.
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370. Workshop: Accessible Interaction for Visually Impaired People

Author: Martina Joisten, Limin Zeng, Julie Woletz, Anke Brock, Mauro Avila, Rheinische Fachhochschule Köln (RFH), Technische Universität Dresden = Dresden University of Technology (TU Dresden), Leuphana Universität Lüneburg, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Universität Stuttgart [Stuttgart], A. Weisbecker, M. Burmester and A. Schmidt, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Brock, Anke
Subjects: [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Abstract: International audience; Improving access to information and technology for visually impaired people is a significant challenge within the field of Human-Computer Interaction. In the last decades assistive technology has helped to increase the autonomy and quality of life of the 285 million visually impaired people worldwide. Interactive technologies can support visually impaired people in many tasks, such as navigation and wayfinding, reading and writing, access to education, or even gaming (Brock et al. 2015, Scheibler 2014). It also helps disabled people to stay in touch with friends and participate in social networks and communities (van der Geest et al. 2014).Although legal regulations on accessibility (e.g. BGG 2003) and detailed W3C-guidelines (2009) exist since many years, the majority of websites, location based services, e-learning applications and games are still not designed and programmed to be accessible, even with assistive technology (vgl. AbleGamers Foundation 2012, Köhlmann 2014, Michalska et al. 2014, Wentz & Lazar 2011). In addition, the specific needs of people with different forms of visual impairment and blindness are not sufficiently considered (Kleynhans & Fourie 2014).Hence, this workshop concerns accessibility of all kinds of digital media and services. Besides dedicated assistive technologies, audio- and gesture-based interfaces are also of interest in this context, because they work without visual interfaces and can generate an innovative userexperience for sighted as well as blind users. Some audio-based computer games are already designed as special kind of game for sighted and blind players (Collins 2013, Friberg & Gärdenfors 2008).

371. Marker-based augmented reality: Instructional-design to improve children interactions with astronomical concepts

Author: Martin Hachet, J. M. Christian Bastien, Stéphanie Fleck, Psychologie Ergonomique et Sociale pour l'Expérience utilisateurs (PErSEUs), Université de Lorraine (UL), Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), ACM SIGCHI, Hachet, Martin, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Instructional design, business.industry, Computer science, [SHS.EDU]Humanities and Social Sciences/Education, [SHS.EDU] Humanities and Social Sciences/Education, Instructional-design, ACM: H.: Information Systems/H.5: INFORMATION INTERFACES AND PRESENTATION (e.g., HCI)/H.5.2: User Interfaces, Technical specifications, augmented reality, tangible interaction, Inquiry-Based Sciences Education, Child-Computer Interaction, Child computer interaction, User experience design, Formal education, Human–computer interaction, ComputingMilieux_COMPUTERSANDEDUCATION, Augmented reality, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Augmented learning, business, Curriculum
Abstract: This paper presents the instructional-design of an augmented learning environment named AIBLE-HELIOS® that is targeted at teaching astronomy to children. This environment takes benefit of Augmented Reality (AR) and tangible interaction to stimulate an active and learner-centered approach to scientific problem solving. This approach follows the pedagogical principles of the Inquiry-Based Sciences Education (IBSE). Technical specifications and the design of the application have been based on didactical principles. It is intended to children of 8 to 11 years old in formal education. HELIOS was tested in-situ, i.e., in real teaching conditions with pupils (grades 4-5) from two primary schools. This user study confirms the design assumptions that influence children's interaction with contents during sciences courses. The analyses of the children's interactions with the system as well as learning indicate that HELIOS supports children in their investigations. Moreover, it provides some new information on children's interactions possibilities that will be taken into account in future versions. All these parameters contribute to the understanding of the ways through which AR can be used in formal teaching curricula in K-12 schools.

372. Workshops of the Fifth International Brain-Computer Interface Meeting: Defining the Future

Author: Michael Tangermann, Robert Leeb, Aysegul Gunduz, Ricardo Chavarriaga, Lee E. Miller, Jane E. Huggins, Gernot Müller-Putz, Anne-Marie A-M Brouwer, Tomasz M. Rutkowski, Christoph Guger, Clemens Brunner, Brendan Z. Allison, Aaron P. Batista, Fabien Lotte, David E. Thompson, Melanie Fried-Oken, Charles W. Anderson, Disha Gupta, Andrea Kübler, University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System, g.tec medical engineering [Autriche], g.tec medical engineering, University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California, Colorado State University [Fort Collins] (CSU), University of Pittsburgh (PITT), Pennsylvania Commonwealth System of Higher Education (PCSHE), The Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO), Graz University of Technology [Graz] (TU Graz), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Oregon Health and Science University [Portland] (OHSU), University of Florida [Gainesville] (UF), New York State Department of Health [Albany], Julius-Maximilians-Universität Würzburg [Wurtzbourg, Allemagne] (JMU), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Northwestern University [Evanston], Université de Tsukuba = University of Tsukuba, University of Freiburg [Freiburg], University of California (UC), Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, PCS - Perceptual and Cognitive Systems, Standardization, Computer science, Interface (computing), Biomedical Engineering, neuroprosthetics, Certification, Article, Behavioral Neuroscience, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Psychology, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Electrical and Electronic Engineering, Brain–computer interface, Human Performances, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, brain-computer interface, Special Interest Group, Data science, Human-Computer Interaction, ELSS - Earth, Life and Social Sciences, Healthy Living, brain-machine interface, conference
Abstract: International audience; The Fifth International Brain-Computer Interface (BCI) Meeting met on 3-7 June 2013 at the Asilomar Conference Grounds, Pacific Grove, California, USA. The conference included 19 workshops covering topics in brain-computer interface and brain-machine interface research. Topics included translation of BCIs into clinical use, standardization and certification, types of brain activity to use for BCI, recording methods, the effects of plasticity, special interest topics in BCIs applications, and future BCI directions. BCI research is well established and transitioning to practical use to benefit people with physical impairments. At the same time, new applications are being explored, both for people with physical impairments and beyond. Here we provide summaries of each workshop, illustrating the breadth and depth of BCI research and highlighting important issues for future research and development.

373. Tikhonov Regularization Enhances EEG-based Spatial Filtering for Single Trial Regression

Author: Andreas Meinel, Fabien Lotte, Michael Tangermann, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; In the field of Brain-Computer Interfaces (BCI), robust methods for the decoding of continuous brain states are of great interest as new application fields are arising. When capturing brain activity by an elec-troencephalogram (EEG), the Source Power Comodulation (SPoC) algorithm allows to compute spatial filters for the decoding of a continuous variable. However, dealing with high-dimensional EEG data that suffer from low signal-to-noise ratio, the method reveals instabilities for small training data sets and is prone to overfitting. In this paper, we introduce a framework for applying Tikhonov regularization to the SPoC approach in order to restrict the solution space of filters. Our findings show that an additional trace normalization of the included covariance matrices is a necessary prerequisite to tune the sensitivity of the resulting algorithm. In an offline analysis with data from N=18 subjects, the introduced trace normalized and Tihonov regularized SPoC variant (NTR-SPoC) outperforms the standard SPoC method for the majority of individuals. With this proof-of-concept study, a generalizable regularization framework for SPoC has been established which allows to implement a variety of different regularization strategies in the future.

374. Towards Improved BCI based on Human Learning Principles

Author: Camille Jeunet, Fabien Lotte, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), EA4136-Handicap Système nerveux, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Lotte, Fabien
Subjects: Computer science, Reliability (computer networking), Control (management), 050105 experimental psychology, Eeg patterns, 03 medical and health sciences, brain-computer interfaces, [SCCO]Cognitive science, 0302 clinical medicine, InformationSystems_MODELSANDPRINCIPLES, [INFO.EIAH] Computer Science [cs]/Technology for Human Learning, Human–computer interaction, 0501 psychology and cognitive sciences, EEG, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], BCI, [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Brain–computer interface, education, training, learning, business.industry, 05 social sciences, [SCCO] Cognitive science, Eeg signal processing, Visualization, [INFO.INFO-BT] Computer Science [cs]/Biotechnology, [INFO.EIAH]Computer Science [cs]/Technology for Human Learning, Artificial intelligence, [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], business, 030217 neurology & neurosurgery, Human learning, electroencephalography
Abstract: International audience; Although EEG-based BCI are very promising for numerous applications, they mostly remain prototypes not used outside laboratories, due to their low reliability. Poor BCI performances are partly due to imperfect EEG signal processing algorithms but also to the user, who may not be able to produce reliable EEG patterns. This paper presents some of our current work that aims at addressing the latter, i.e., at guiding users to learn BCI control mastery. First, this paper identifies some theoretical (based on human learning psychology models) and practical limitations of current standard BCI training approaches and thus the need for alternative ones. To try to address these limitations, we conducted a study to explore what kind of users can use a BCI and why, and will present the main results. We also present new feedback types we designed to help users to learn BCI control skills more efficiently.

375. Système d'affichage de données caractérisant l'activité cérébrale d'un individu, procédé et programme d'ordinateur associé

Author: Anatole Lécuyer, Jonathan Mercier-Ganady, Fabien Lotte, Maud Marchal, 3D interaction with virtual environments using body and mind (Hybrid), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Subjects: [INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], [SPI]Engineering Sciences [physics], [SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-MM]Computer Science [cs]/Multimedia [cs.MM], [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology

376. Towards measuring states of epistemic curiosity through electroencephalographic signals

Author: Dan Dutartre, Aurélien Appriou, Pierre-Yves Oudeyer, Fabien Lotte, Smeety Pramij, Edith Law, Jessy Ceha, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), University of Waterloo [Waterloo], Service Expérimentation et Développement [Bordeaux] (SED), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Flowing Epigenetic Robots and Systems (Flowers), This work received support from the European Research-Council (grant ERC-2016-STG-714567) and the Bordeaux-Waterloo Joint Grant 2019-2021., European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Unité d'Informatique et d'Ingénierie des Systèmes (U2IS), and École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)
Subjects: Computer science, Brain activity and meditation, media_common.quotation_subject, Passive Brain Computer Interfaces, Mental state, 050105 experimental psychology, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 03 medical and health sciences, [SCCO]Cognitive science, 0302 clinical medicine, ElectroEn-cephaloGraphy, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Learning, 0501 psychology and cognitive sciences, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, media_common, Neural correlates of consciousness, business.industry, 05 social sciences, Pattern recognition, Curiosity, Artificial intelligence, business, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Understanding the neurophysiological mechanisms underlying curiosity and therefore being able to identify the curiosity level of a person, would provide useful information for researchers and designers in numerous fields such as neuroscience, psychology, and computer science. A first step to uncovering the neural correlates of curiosity is to collect neurophysiological signals during states of curiosity, in order to develop signal processing and machine learning (ML) tools to recognize the curious states from the non-curious ones. Thus, we ran an experiment in which we used electroencephalography (EEG) to measure the brain activity of participants as they were induced into states of curiosity, using trivia question and answer chains. We used two ML algorithms, i.e. Filter Bank Common Spatial Pattern (FBCSP) coupled with a Linear Discriminant Algorithm (LDA), as well as a Filter Bank Tangent Space Classifier (FBTSC), to classify the curious EEG signals from the non-curious ones. Global results indicate that both algorithms obtained better performances in the 3-to-5s time windows, suggesting an optimal time window length of 4 seconds (63.09% classification accuracy for the FBTSC, 60.93% classification accuracy for the FBCSP+LDA) to go towards curiosity states estimation based on EEG signals.

377. Intéraction et introspection avec des objets tangibles augmentés

Author: Gervais, Renaud, Hachet, Martin, Dragicevic, Pierre, Oudeyer, Pierre-Yves, Nigay, Laurence, Subramanian, Sriram, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Bordeaux, Martin Hachet, and STAR, ABES
Subjects: Intéraction tangible, Tangible interaction, Réalité augmentée spatiale, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Saptial augmented reality
Abstract: Most of our waking hours are now spent staring at a screen. While the advances in touch screens have enabled a more expressive interaction space with our devices, by using our fingers to interact with digital content, what we see and manipulate on screen is still being kept away from us, locked behind a glassy surface. The range of capabilities of the human senses is much richer than what screens can currently offer. In order to be sustainable in the future, interaction with the digital world should leverage these human capabilities instead of letting them atrophy. One way to provide richer interaction and visualization modalities is to rely on the physical world itself as a host for digital content. Spatial Augmented Reality provides a technical mean towards this idea, by using projectors to shed digitally controlled light onto real-world objects to augment them and their environment with features and content. This paves the way to a future where everyday objects will be embedded with rich and expressive capabilities, while still being anchored in the real world. In this thesis, we are interested in two main aspects related to these tangible augmented objects. In a first time, we are raising the question on how to interact with digital content when it is hosted on physical objects. As a basis for our investigation, we studied interaction modalities that leverage traditional input and output devices found in a typical desktop environment. Our rationale for this approach is to leverage the experience of users with traditional digital tools – tools which researchers and developers spent decades to make simpler and more efficient to use – while at the same time steering towards a physically enriched interaction space. In a second time, we go beyond theinteraction with the digital content of augmented objects and reflect on their potential as a humane medium support. We investigate how these augmented artifacts, combined with physiological computing, can be used to raise our awareness of the processes of our own bodies and minds and, eventually, foster introspection activities. This took the form of two different projects where we used tangible avatars to let users explore and customize real-time physiological feedback of their own inner states., La plupart des métiers du travail de l’information requièrent maintenant de passer la majeure partie de nos journée devant un écran. Ceci s’ajoute au temps déjà consacré à ce médium dans nos temps libres pour le divertissement et la communication, que ce soit en utilisant des téléphones intelligents, tablettes ou ordinateurs. Alors que les avancées technologiques dans le domaine des écrans tactiles nous ont permis d’interagir avec ces appareils de manière plus expressive, par exemple en utilisant nos doigts pour interagir directement avec le contenu numérique, ce que nous voyons et manipulons sur écran reste “intouchable” ; nos doigts ne pouvant pénétrer la surface de l’écran pour toucher le contenu numérique qui se trouve derrière. Pour que l’interaction avec le monde numérique soit écologique dans le futur, elle doit mettre à profit l’ensemble des différentes capacités de l’humain au lieu de ne se concentrer que sur certaines d’entre elles (comme le toucher et la vision), laissant les autres sens s’atrophier. Une façon de considérer le problème est d’utiliser le monde réel physique comme support pour le monde numérique, permettant d’imaginer un futur où les objets du quotidien auront de riches et expressives fonctions numériques, tout en étant ancrés dans le monde réel. La réalité augmentée spatiale est une modalité permettant d’aller dans cette direction. Cette thèse s’intéresse principalement à deux aspects en lien avec ces objets tangibles augmentés. Dans un premier temps, nous soulevons la question de comment interagir avec du contenu numérique lorsqu’il est supporté par des objets physiques. Comme point de départ de notre investigation, nous avons étudié différentes modalités qui utilisent des dispositifs d’entrée/sortie typiquement retrouvés dans un environnement de bureau. Cette approche est justifiée par le désir d’utiliser au maximum l’expérience que les utilisateurs ont déjà acquise avec leurs outils numériques tout en se dirigeant vers un espace d’interaction comprenant des éléments physiques. Dans un second temps, nous sommes allés au delà du thème de l’interaction avec le contenu numérique pour se questionner sur le potentiel des objets tangibles augmentés comme support pour un médium plus humain. Nous avons investigué comment ces artéfacts augmentés, combinés à différents capteurs physiologiques, pourraient permettre d’améliorer notre conscience des processus internes de notre corps et de notre esprit, pour éventuellement favoriser l’introspection. Cette partie a pris la forme de deux projets où un avatar tangible a été proposé pour laisser les utilisateurs explorer et personnaliser le retour d’information sur leurs propres états internes en temps réel.

378. Conception, intégration et validation de systèmes numériques d'enseignement accessibles aux personnes en situation de handicap cognitif

Author: Cinquin, Pierre-Antoine, Sauzéon, Hélène, Guitton, Pascal, Dugas, Éric, Tricot, André, Marin-Lamellet, Claude, Cardoso, Stéphanie, Bordeaux population health (BPH), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Bordeaux, Hélène Sauzéon, Pascal Guitton, Handicap et système nerveux :Action, communication, interaction: rétablissement de la fonction et de la participation [Bordeaux] (EA4136), UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2], Flowing Epigenetic Robots and Systems (Flowers), Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Unité d'Informatique et d'Ingénierie des Systèmes (U2IS), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris), Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Subjects: [SCCO]Cognitive science, E-Learning, [SHS.EDU]Humanities and Social Sciences/Education, Massive Open Online Courses, [SHS.PSY]Humanities and Social Sciences/Psychology, [INFO.EIAH]Computer Science [cs]/Technology for Human Learning, Accessibility, Accessibilité, Troubles cognitifs, Cognitive impairments
Abstract: The proportion of disabled persons decreases sharply over time in the educational system. This results in lower levels of qualification, which further impedes employment opportunities and reinforces their exclusion from the social sphere. Moreover, this situation is even more acute in the case of persons with cognitive impairments. The considerable evolution of online training, as reflected in the massive growth of MOOC (Massive Open Online Courses) platforms, could provide a real opportunity to address the training needs of disabled persons. Unfortunately, similarly to many digital devices, these systems suffer from a lack of accessibility. Starting from a state of the art on the accessibility of e-learning systems, we initiated a co-design process involving students with cognitive impairments (N = 6) and professionals in the field of cognitive disability and accessibility (N = 13). This work has led to the development of a framework for the design of accessible e-learning systems that arose from the various needs and recommendations that emerged during the process. It resulted in the development and implementation of a first prototype of an accessible MOOC player named Aïana. A field study, based on a MOOC broadcasted on the national FUN platform was conducted to evaluate Aïana's effectiveness in terms of learning performances, cognitive load, induced self-determination, usability and efficiency of person-system interactions among a fairly large sample of participants (N = 1087 of which 150 reported a disability). The results confirm the good usability of our player and its positive impact on the learning and self-determination of disabled persons, particularly those with cognitive disabilities, which supports the relevance of the design principles we have introduced.; La proportion de personnes handicapées décroit fortement tout au long du parcours scolaire. Cela a comme conséquence de plus faibles niveaux de qualification, ce qui amène un obstacle supplémentaire aux possibilités d'emploi et renforce leur exclusion de la sphère sociale. De plus, ce constat est aggravé lorsque la situation de handicap implique des troubles cognitifs. L’importante évolution des formations en ligne, comme en témoigne la croissance massive des plates-formes MOOC (Massive Open Online Courses) pourrait fournir une réelle opportunité afin de répondre aux besoins de formation des personnes handicapées. Malheureusement, comme pour de nombreux autres dispositifs numériques, ces systèmes souffrent d’un déficit d’accessibilité. Sur la base d’un état de l’art sur l’accessibilité des systèmes numériques d’éducation, nous avons mis en place un processus de co-conception auquel ont participé des étudiants ayant des déficiences cognitives (N = 6), ainsi que des professionnels du domaine du handicap cognitif et de l’accessibilité (N = 13). Celui-ci a permis le développement d’un cadre de travail pour la conception de systèmes d'apprentissage en ligne accessibles, découlant des différents besoins et recommandations qui ont émergé au cours de ce processus. Il a donné lieu au développement et à l’implémentation d’un premier prototype de lecteur de MOOC accessible nommé Aïana. Une expérimentation en environnement écologique autour d’un MOOC diffusé sur la plateforme nationale FUN a été réalisé afin d’évaluer l’efficacité d’Aïana en termes de performances d’apprentissage, de charge cognitive, d’auto-détermination induites, d’utilisabilité et d’efficience des interactions personne-système, et ce auprès d’un échantillon assez large de participants (N = 1087 dont 150 ont déclaré un handicap). Les résultats confirment la bonne utilisabilité de notre lecteur ainsi que son impact positif sur l'apprentissage et le soutien à d’autodétermination des personnes handicapées, notamment celles ayant des troubles cognitifs, renforçant ainsi la pertinence des principes de conception mis en œuvre.

379. Detecting EEG outliers for BCI on the Riemannian manifold using spectral clustering

Author: Maria Sayu Yamamoto, Toshihisa Tanaka, Yuichi Tanaka, Rabiul Islam, Khadijeh Sadatnejad, Fabien Lotte, Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT), Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), RIKEN Center for Advanced Intelligence Project [Tokyo] (RIKEN AIP), RIKEN - Institute of Physical and Chemical Research [Japon] (RIKEN), This work was supported by the European Research Council with project BrainConquest (grant ERC-2016-STG-714567) and JSPS KAKENHI GrantNumber 17H01760., and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: Computer science, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, Similarity measure, Riemannian geometry, 050105 experimental psychology, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, 0302 clinical medicine, Similarity (network science), [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Cluster Analysis, 0501 psychology and cognitive sciences, Cluster analysis, business.industry, 05 social sciences, InformationSystems_DATABASEMANAGEMENT, Pattern recognition, Electroencephalography, Riemannian manifold, Sample mean and sample covariance, Spectral clustering, ComputingMethodologies_PATTERNRECOGNITION, [MATH.MATH-DG]Mathematics [math]/Differential Geometry [math.DG], Brain-Computer Interfaces, Outlier, symbols, Anomaly detection, Artificial intelligence, business, 030217 neurology & neurosurgery, Algorithms
Abstract: International audience; Automatically detecting and removing Electroencephalogram (EEG) outliers is essential to design robust brain-computer interfaces (BCIs). In this paper, we propose a novel outlier detection method that works on the Riemannian manifold of sample covariance matrices (SCMs). Existing outlier detection methods run the risk of erroneously rejecting some samples as outliers, even if there is no outlier, due to the detection being based on a reference matrix and a threshold. To address this limitation, our method, Riemannian Spectral Clustering (RiSC), detects outliers by clustering SCMs into non-outliers and outliers, based on a proposed similarity measure. This considers the Riemannian geometry of the space and magnifies the similarity within the non-outlier cluster and weakens it between non-outlier and outlier clusters, instead of setting a threshold. To assess RiSC performance, we generated artificial EEG datasets contaminated by different outlier strengths and numbers. Comparing Hit-False (HF) difference between RiSC and existing outlier detection methods confirmed that RiSC could detect outliers significantly better (p < 0.001). In particular, RiSC improved HF difference the most for datasets with the most severe outlier contamination.

380. Augmented Reality for People with Visual Impairments: Designing and Creating Audio-Tactile Content from Existing Objects

Author: Lauren Thévin, Anke Brock, Thevin, Lauren, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), ENAC - Equipe Informatique Interactive (LII), Ecole Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: Questions and answers, Computer science, 4. Education, 05 social sciences, 020207 software engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, [INFO] Computer Science [cs], Mode (computer interface), Human–computer interaction, On demand, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, [INFO]Computer Science [cs], 0501 psychology and cognitive sciences, Audio feedback, Augmented reality, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], [INFO.INFO-HC] Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Graphics, 050107 human factors, Mental image
Abstract: ISBN: 978-3-319-94273-5; International audience; Tactile maps and diagrams are widely used as accessible graphical media for people with visual impairments, in particular in the context of education. They can be made interactive by augmenting them with audio feedback. It is however complicated to create audio-tactile graphics that have rich and realistic tactile textures. To overcome these limitations, we propose a new augmented reality approach allowing novices to easily and quickly augment real objects with audio feedback. In our user study, six teachers created their own audio-augmentation of objects, such as a botanical atlas, within 30 minutes or less. Teachers found the tool easy to use and were confident about re-using it. The resulting augmented objects allow two modes: exploration mode provides feedback on demand about an element, while quiz mode provides questions and answers. We evaluated the resulting audio-tactile material with five visually impaired children. Participants found the resulting interactive graphics exciting to use independently of their mental imagery skills.

381. PEANUT: Personalised Emotional Agent for Neurotechnology User-Training

Author: Léa Pillette, Camille Jeunet, Boris Mansencal, Kambou, Roger N., Kaoua, Bernard N., Fabien Lotte, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Département d'informatique [Montréal], Université du Québec à Montréal = University of Québec in Montréal (UQAM), Programming Language Technology For Communication Services (Phoenix), Handicap et système nerveux :Action, communication, interaction: rétablissement de la fonction et de la participation [Bordeaux] (EA4136), UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Handicap et système nerveux :Action, communication, interaction: rétablissement de la fonction et de la participation [Bordeaux] (EA4136), UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2]-UFR Sciences médicales 3 [Bordeaux]-Université de Bordeaux Ségalen [Bordeaux 2], Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Subjects: Emotional feedback, Learning companion, [SDV.NEU.SC]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC]/Cognitive Sciences, Brain-computer Interfaces, Social presence reinforcement, User training
Abstract: International audience; Mental-Imagery based Brain-Computer Interfaces (MI-BCI) are neurotechnologies enabling users to control applications using their brain activity alone. Although promising, they are barely used outside laboratories because they are poorly reliable, partly due to inappropriate training protocols. Indeed, it has been shown that tense and non-autonomous users, that is to say those who require the greatest social presence and emotional support, struggle to use MI-BCI. Yet, the importance of such support during MI-BCI training is neglected. Therefore we designed and tested PEANUT, the first Learning Companion providing social presence and emotional support dedicated to the improvement of MI-BCI user-training. PEANUT was designed based on the literature , data analyses and user-studies. Promising results revealed that participants accompanied by PEANUT found the MI-BCI system significantly more usable.

382. Assessing The Relevance Of Neurophysiological Patterns To Predict Motor Imagery-based BCI Users’ Performance

Author: Camille Jeunet, Camille Benaroch, Fabien Lotte, Eidan Tzdaka, Lotte, Fabien, Boosting Brain-Computer Communication with high Quality User Training - BrainConquest - - H2020 Pilier ERC2017-07-01 - 2022-06-30 - 714567 - VALID, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Cognition, Langues, Langage, Ergonomie (CLLE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported by the European Research Council with project BrainConquest (grant ERC-2016-STG-714567)., European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)
Subjects: [INFO.INFO-AI] Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Computer science, [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Electroencephalography, Machine learning, computer.software_genre, Eeg recording, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Motor imagery, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, medicine, Relevance (information retrieval), [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology, Electroencephalography (EEG), 030304 developmental biology, Brain–computer interface, 0303 health sciences, Neurophysiological predictor, medicine.diagnostic_test, business.industry, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [SCCO.NEUR] Cognitive science/Neuroscience, Statistical model, Neurophysiology, Brain-Computer Interfaces (BCI), [INFO.INFO-BT] Computer Science [cs]/Biotechnology, Artificial intelligence, business, computer, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Motor Imagery-based Brain-Computer Interfaces (MI-BCI) allow users to control a computer for various applications using their brain activity alone, which is usually recorded by an electroencephalogram (EEG). Although BCI applications are numerous, their use outside laboratories is still scarce due to their poor accuracy. Some users cannot use BCIs, a phenomenon sometimes called "BCI illiteracy", which impacts around 10% to 30% of BCI users, who cannot produce discriminable EEG patterns. By performing neurophysiological analyses, and notably by identifying neurophysiological predictors of BCI performance, we may understand this phenomenon and its causes better. In turn, this may also help us to better understand and thus possibly improve , BCI user training. Therefore, this paper presents statistical models dedicated to the prediction of MI-BCI user performance, based on neurophysiological users' features extracted from a two minute EEG recording of a "relax with eyes open" condition. We consider data from 56 subjects that were recorded in a 'relax with eyes open' condition before performing a MI-BCI experiment. We used machine learning regression algorithm with leave-one-subject-out cross-validation to build our model of prediction. We also computed different correlations between those features (neurophysiological predictors) and users' MI-BCI performances. Our results suggest such models could predict user performances significantly better than chance (p ≤ 0.01) but with a relatively high mean absolute error of 12.43%. We also found significant correlations between a few of our features and the performance, including the previously explored µ µ µ-band predictor, as well as a new one proposed here: the µ µ µ-peak location variability. These results are thus encouraging to better understand and predict BCI illiteracy. However, they also require further improvements in order to obtain more reliable predictions.
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383. Introduction: Evolution of Brain-Computer Interfaces

Author: Fabien Lotte, Nam, Chang S., Anton Nijholt, Popular interaction with 3d content (Potioc), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), North Carolina State University [Raleigh] (NC State), University of North Carolina System (UNC), University of Twente, Chang S. Nam, Anton Nijholt, Fabien Lotte, ANR-15-CE23-0013,REBEL,Redéfinir les Interfaces Cerveau-Ordinateur pour permettre à leurs utilisateurs d'en maitriser le contrôle(2015), European Project: 714567 ,H2020 Pilier ERC,BrainConquest(2017), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and University of Twente [Netherlands]
Subjects: [SCCO]Cognitive science, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC]
Abstract: International audience; Brain-Computer Interfaces (BCIs) are systems that translate a measure of a user‘s brain activity into messages or commands for an interactive application. A typical example of a BCI is a system that enables a user to move a ball on a computer screen towards the left or towards the right, by imagining left or right hand movement respectively. The very term BCI was coined in the 70’s, and since then, interest and research efforts in BCIs grew tremendously, with possibly hundreds of laboratories around the world studying this topic. This has resulted in a very large number of paradigms, methods, concepts and applications of such technology. This handbook thus aims at providing an overview and tutorials of the multiple and rich facets of BCIs.As an introduction to this vast endeavor, we would like to present a short and brief history of BCIs, in order to explain where they come from. Since we are no historians of science, such historical introduction is likely to be incomplete and biased, according to our background, views and (conscious or not) preferences. Nonetheless, we hope this will enable the readers to get a quick overview of the development in BCIs these last 30 or 40 years, and will motivate them to learn more about BCI concepts, which this handbook should make easier.

384. Illustration de phénomènes électrophysiologiques avec OpenViBE

Author: Fabien Lotte, Alison Cellard, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Maureen Clerc, Laurent Bougrain, Fabien Lotte, Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, and Lotte, Fabien
Subjects: [INFO.INFO-BT] Computer Science [cs]/Biotechnology, [SCCO.NEUR]Cognitive science/Neuroscience, [SCCO.NEUR] Cognitive science/Neuroscience, [INFO]Computer Science [cs], [INFO] Computer Science [cs], [INFO.INFO-BT]Computer Science [cs]/Biotechnology
Abstract: International audience; OpenViBE is a free and open-source software platform to easily design BCIs. It can be used, among many other things, to visualize neurophysiological signals in a simple way. This chapter explains step-by-step how to visualize the different signals with the tools offered by OpenViBE, and thus illustrates several neurophysiological signals mentioned in the previous chapters. In particular, this chapter, an illustrative practical one, aims at guiding the user in building OpenViBE scenarios to visualize and understand different neurophysiological signals.In this chapter, we notably illustrate the following signals : first, artifacts such as electrooculography (EOG), and electromyography (EMG). A first OpenViBE scenario is presented showing the effect of jaw or forehead muscular activity in EEG signals. Second, occipital alpha activity, typically modified by closing or opening eyes. We show how to observe the signal in the alpha-band, the frequency range of 8-12Hz.Third, event-related desynchronization (ERD) and event-related synchronization (ERS), that can notably be observed during motor imagery. Another OpenViBE scenario explains to the reader how to plot the actual ERD/ERS signal, with 2D topographic maps of brain activity and a 3D voxel representation using an estimation of the ERD/ERS within the brain volume (and not only on the scalp), using an inverse solution. Fourth, event-related potentials (ERP). In particular, how to visualize, using OpenViBE, the average ERP known as the P300 from electrodes covering the parietal lobe.Finally, this chapter illustrates the steady state visually evoked potential (SSVEP) by displaying the spectrum of EEG signals from the visual areas (i.e., occipital channels) of the brain, thus showing the SSVEP evoked by visual stimulations at different frequencies.

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384 results on '"Popular interaction with 3d content (Potioc)"'

351. Digitally assisted stereo drawing

352. Modeling On and Above a Stereoscopic Multitouch Display

353. Brain-Computer Interfaces: Beyond Medical Applications

354. PapARt : interactive 3D graphics and multi-touch augmented paper for artistic creation

355. Beyond the Tunnels: Advanced 3D graphical modulation

356. Improvised interfaces for real-time musical applications

357. Les Interfaces Cerveau-Ordinateur: Conception et Utilisation en Réalité Virtuelle

358. CAT : un « chat » plus agile que la souris ?

359. Characterizing Regularization Techniques for Spatial Filter Optimization in Oscillatory EEG Regression Problems

360. When should MI-BCI feature optimization include prior knowledge, and which one?

361. Turning negative into positives! Exploiting 'negative' results in Brain-Machine Interface (BMI) research

362. Towards a Spatial Ability Training to Improve Mental Imagery based Brain-Computer Interface (MI-BCI) Performance: a Pilot Study

363. How Well Can We Learn With Standard BCI Training Approaches? A Pilot Study

364. Les cartes tactiles interactives pour améliorer l’accessibilité des données spatiales pour les déficients visuels

365. Biased feedback influences learning of Motor Imagery BCI

366. Brain-Computer Interfaces Handbook: Technological and Theoretical Advance

367. Code the Globe: Interactive Content for Spherical Displays with simple Webpages

368. Identifying factors influencing the outcome of BCI-based post stroke motor rehabilitation towards its personalization with Artificial Intelligence

369. Class-distinctiveness-based frequency band selection on the Riemannian manifold for oscillatory activity-based BCIs: preliminary results

370. Workshop: Accessible Interaction for Visually Impaired People

371. Marker-based augmented reality: Instructional-design to improve children interactions with astronomical concepts

372. Workshops of the Fifth International Brain-Computer Interface Meeting: Defining the Future

373. Tikhonov Regularization Enhances EEG-based Spatial Filtering for Single Trial Regression

374. Towards Improved BCI based on Human Learning Principles

375. Système d'affichage de données caractérisant l'activité cérébrale d'un individu, procédé et programme d'ordinateur associé

376. Towards measuring states of epistemic curiosity through electroencephalographic signals

377. Intéraction et introspection avec des objets tangibles augmentés

378. Conception, intégration et validation de systèmes numériques d'enseignement accessibles aux personnes en situation de handicap cognitif

379. Detecting EEG outliers for BCI on the Riemannian manifold using spectral clustering

380. Augmented Reality for People with Visual Impairments: Designing and Creating Audio-Tactile Content from Existing Objects

381. PEANUT: Personalised Emotional Agent for Neurotechnology User-Training

382. Assessing The Relevance Of Neurophysiological Patterns To Predict Motor Imagery-based BCI Users’ Performance

383. Introduction: Evolution of Brain-Computer Interfaces

384. Illustration de phénomènes électrophysiologiques avec OpenViBE

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