Le projet TELEOS a été motivé par la conjonction de problématiques pluridisciplinaires. D’une part, les difficultés d’enseignement inhérentes à la chirurgie, entre autres le compagnonnage (un expert pour un novice), et les problèmes déontologiques à s'entrainer sur le patient. D’autre part, l’introduction de divers outils informatiques dans les blocs opératoires, comme les logiciels de planification de trajectoire d’implants en chirurgie orthopédique, sans véritable enseignement.

Du point de vue des environnements d’apprentissage humain, notre problématique est basée sur l’intérêt de produire des rétroactions centrées sur les connaissances qui sont manipulées à partir de représentations explicitées de ces connaissances. Nous centrons ainsi notre recherche sur l’analyse de la prise de décision et de contrôle de l’activité, qui est une part importante de l’activité opératoire du chirurgien. Cela en analysant toutes les informations perceptivo-gestuelles qui peuvent intervenir lors de l’acte chirurgical.

Nous avons construit plusieurs protocoles expérimentaux afin de prendre en compte les connaissances perceptivo-gestuelles relatives aux gestes de chirurgie orthopédique percutanés, en considérant ces gestes dans leur réalisation conventionnelle et avec des simulateurs.

Pour la collecte des données, nous avons d’une part travaillé sur l’intégration des flux vidéo et la création d’un patron d’annotation, il a été ainsi mis en place une instrumentation qui permet d’intégrer ces différents flux une fois les données collectées. D’autre part, nous avons développé une chaine d’instrumentation sans fil, de façon à positionner sur le chirurgien des capteurs physiologiques de taille réduite, permettant d’enregistrer l’activité posturale et motrice au cours de l’intervention.

A partir de ces différents protocoles, nous avons réalisé des analyses cognitives complètes de gestes complexes, faisant intervenir des connaissances explicites et tacites de diverses natures. Ces analyses ont permis d’avancer sur la compréhension des facteurs à considérer dans le processus d’apprentissage ainsi que dans le développement d’une plateforme d’apprentissage.

En synthèse, les résultats du projet TELEOS sont de deux natures. D’un point de vue théorique nous avons abouti à une meilleure compréhension des mécanismes d’enseignement/apprentissage liés aux contrôles perceptivo-gestuels et empiriques de l’activité, à leur formalisation et représentation informatique. D’un point de vue concret, nous avons développé un prototype d’environnement informatique pour l’apprentissage de gestes percutanés en orthopédie avec un système automatique de diagnostic et un système de calcul de la rétroaction épistémique.

Démarche de conception d'un Environnement Informatique pour l'Apprentissage Humain :

La plateforme d'apprentissage comporte un simulateur de chirurgie percutanée, un système de diagnostic des connaissances qui prend en compte les actions, mais aussi les informations perceptivo-gestuelles et un système de rétroaction. Cette plateforme a donné lieu à de nouveaux protocoles d’expérimentation pour évaluer le simulateur de la plateforme et pour obtenir des traces d’usages afin de calibrer et évaluer le système automatique de diagnostic.

Architecture globale de la plateforme d'apprentissage TELEOS :

Utilisation de la plateforme d'apprentissage TELEOS :

Vidéos illustrant la démarche de conception et l'utilisation de la plateforme d'apprentissage TELEOS.

Démarche de conception de la plateforme d'apprentissage TELEOS :

Utilisation de la plateforme d'apprentissage TELEOS :

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