FR3012227A1 - Avatar robotique de tete a videoprojection - Google Patents

Abstract

Avatar robotique (100) de tête humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine, au plus à l'échelle 1, comportant un masque (10) avec un côté intérieur (11) et un côté extérieur (12), et un ensemble vidéo (70) composé d'un vidéoprojecteur (2) et d'un dispositif optique (4), ledit ensemble vidéo étant agencé à l'intérieur de l'avatar de tête (100), le vidéoprojecteur (2) projetant une image sur le dispositif optique (4) et le dispositif optique (4) retransmettant l'image projetée sur le côté intérieur (11) du masque (10) de sorte que la dite image vidéo projetée soit visible depuis l'extérieur, sur le côté extérieur (12) du masque (10).

Description

Avatar robotique de tête à vidéoprojection. La présente invention est relative aux avatars robotiques de têtes humaines ou aux avatars robotiques de têtes d'animaux ou d'êtres animés.

On entend par avatar robotique de tête humaine, un objet représentant une tête humaine reproduisant les expressions fidèles ou non fidèles d'un visage humain et le cas échéant les mouvements d'une tête humaine. Le domaine de l'animation utilise en particulier des avatars robotiques de tête humaine pour créer des personnages interactifs incarnant une pluralité de fonctions et capables d'interagir avec les individus dans leur environnement. Les applications visées peuvent se trouver dans le domaine académique, de l'événementiel, des services de guichet ou encore dans le secteur de la santé. Le document US8256904 décrit un avatar robotique de tête humaine qui se matérialise par un support solide représentant une tête humaine et sur lequel, sur la zone visage de la tête humaine, sont projetées via une lentille grand angle des images vidéo reproduisant les expressions d'un visage humain. Un grand nombre de composants optiques et électroniques sont requis pour gérer la projection des expressions du visage et l'interactivité de l'avatar robotique de tête humaine. Mais dans de telles configurations, tous les composants ne peuvent pas être logés dans le volume défini par le support solide, et ils requièrent un espace important à l'extérieur du volume de la tête.

Ceci limite significativement les capacités d'autonomie de l'avatar robotique de tête humaine. De plus, il est difficile d'envisager dans ces conditions pour un tel avatar robotique de tête humaine, des capacités de mobilité qui se rapprocheraient des mouvements naturels de la tête humaine. La présente invention a notamment pour but de 5 pallier ces inconvénients. A cet effet, selon l'invention, un avatar robotique de tête humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine, et de dimension inférieure ou égale à la 10 dimension d'un volume physique anatomique, comporte au moins une portion tridimensionnelle formant masque avec un côté intérieur et un côté extérieur, et comprenant un ensemble vidéo d'un vidéoprojecteur et d'un dispositif optique ledit ensemble vidéo étant agencé à l'intérieur 15 dudit avatar robotique de tête humaine, le vidéoprojecteur étant adapté pour projeter une image sur le dispositif optique et le dispositif optique étant adapté pour retransmettre la dite image projetée sur le côté intérieur du masque de sorte que la dite image vidéo projetée soit 20 visible depuis l'extérieur, sur le côté extérieur de la portion formant masque. Grâce à ces dispositions, l'encombrement autour de l'avatar robotique de tête humaine est limité voire même nul et l'avatar robotique de tête humaine peut se présenter 25 comme une entité autonome dans un volume type de tête humaine. Un tel avatar robotique de tête humaine aura comme avantage d'être plus réaliste et 'bio-inspiré' c'est-à-dire que sa fonctionnalisation et en particulier son 30 équipement de vidéo projection n'apparaîtra pas lorsqu'on observe l'avatar robotique de tête humaine extérieurement sous ses différentes faces. L'avatar robotique de tête humaine aura également plus de mobilité lors de son utilisation. Dans des modes de réalisation préférés de l'avatar robotique de tête humaine, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions 5 suivantes. Le dispositif optique peut être un miroir, les images étant réfléchies par le miroir. Ce qui est une solution simple et fiable et permet d'obtenir une grande surface de projection d'images sur le masque et une grande variété 10 géométrique de ces surfaces; de plus on obtient une réduction importante du poids par rapport à une solution à lentille grand angle. Ledit masque tridimensionnel a au moins localement la morphologie d'un visage humain. Moyennant quoi on peut par 15 simple projection d'images reproduire de façon bien réaliste un visage humain, sans forcément faire appel à un mouvement mécanique d'une partie du visage. Ledit masque tridimensionnel peut comprendre une superposition de deux couches de matériau, une première 20 couche interne translucide optique et une seconde couche externe de structure, transparente. Moyennant quoi la couche externe forme une protection très efficace de la couche interne translucide diffusante de sorte que l'avatar est un objet robuste qui n'est pas endommagé par un touché 25 de doigt ou un impact d'objets. L'avatar robotique de tête humaine comprend également au moins une coque support avec des premiers moyens de fixation, le masque comprenant des seconds moyens de fixation, complémentaires des premiers, pour fixer le 30 masque au support de manière amovible. Il est ainsi possible de séparer le masque de la coque support pour une intervention de maintenance ou bien pour remplacer le masque en place par un autre masque.

La coque support est adaptée pour fermer sensiblement le volume de l'avatar de tête et pour jouer le rôle de coque crânienne. On obtient ainsi une tête humaine très réaliste et bio inspirée y compris sur la face arrière et les faces latérales, similaire à une boîte crânienne humaine. L'avatar robotique de tête humaine est adapté pour interagir avec son environnement et comprend des auxiliaires d'interaction, l'ensemble des auxiliaires d'interaction étant compris dans l'avatar de tête. Ainsi, l'avatar peut être doté de multiples fonctionnalités interactives ; il peut en particulier capter des sons et des images et restituer des sons ou des paroles, en sus des images projetées sur le masque.

L'avatar de tête peut comprendre également une unité électronique de commande adaptée pour gérer les fonctions de l'avatar robotique de tête humaine, la dite électronique de commande étant adaptée pour être intégrée dans l'avatar robotique de tête humaine. Ainsi, l'avatar de tête peut être complètement autonome et ne requérir au plus qu'une alimentation électrique externe. L'avatar de tête peut comprendre comme auxiliaire d'interaction au moins un haut-parleur, le dit haut-parleur étant localisé dans la zone interne inférieure du masque.

Le haut-parleur n'est alors avantageusement pas visible d'un utilisateur interagissant avec l'avatar de tête. L'avatar de tête peut comprendre comme auxiliaire d'interaction au moins une caméra, ladite caméra étant localisée dans la zone interne haute du masque. La caméra est ainsi placée de façon optimale et elle est peu visible d'un utilisateur interagissant avec l'avatar. L'avatar robotique de tête humaine comprend une embase de fixation pour former une interface avec un élément externe fixe ou mobile. L'avatar de tête peut ainsi être monté sur une structure articulée robotisée qui peut par exemple simuler une partie de corps humain comme le buste. On peut proposer notamment par cette disposition un mouvement de rotation qui rend l'avatar de tête encore plus réaliste et bio inspiré. L'avatar robotique de tête humaine peut accepter différents masques adaptables, l'ensemble vidéoprojecteurdispositif optique étant adapté pour être calibré en fonction de chaque masque. Moyennant quoi, on peut optimiser l'affichage des images sur chacun des masques en fonction de leur morphologie. Il faut remarquer que l'avatar robotique de tête humaine telle que décrit ci-dessus peut se présenter sous forme de kit à savoir la coque support, le masque et l'ensemble vidéo comme pièces séparées avant leur assemblage. Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un kit pour avatar robotique de tête humaine comprenant : une coque support, la coque support comprenant des premiers moyens de fixation, une pluralité de masques, chacun desdits masques comprenant des seconds moyens de fixation, au moins un ensemble vidéo composé d'un vidéoprojecteur et d'un dispositif optique, tel que chacun desdits masques soit adapté pour être fixé à ladite coque support, l'ensemble masque/coque-support définissant un volume correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine, et de dimension inférieure ou égale à la dimension d'un volume physique anatomique, ledit masque comportant au moins une portion formant masque avec un côté intérieur à l'avatar de tête et un côté extérieur à l'avatar de tête, et tel que ledit ensemble vidéo soit agencé à l'intérieur dudit avatar de tête, le vidéoprojecteur étant adapté pour projeter une image sur le dispositif optique et le dispositif optique étant adapté pour réfléchir la dite image projetée sur le côté intérieur au masque de sorte que la dite image vidéo projetée soit visible depuis l'extérieur de l'avatar de tête humaine, sur le côté extérieur de la portion formant masque. Selon une telle disposition, on conserve une coque support standard qui peut recevoir une pluralité de masques 10 ce qui permet d'obtenir une bonne modularité de l'avatar de tête. Avantageusement, dans le dit kit, les moyens de fixation peuvent comprendre des aimants et/ou des crochets. De sorte que la fixation soit solide et en même temps 15 l'échange des masques soit particulièrement aisé. Selon un premier aspect auxiliaire concernant l'avatar robotique de tête humaine divulgué, qui est indépendant de l'agencement compact des composants optiques 20 et électroniques, et des auxiliaires d'interactivité à l'intérieur de l'avatar robotique de tête humaine, il est aussi proposé un système de circulation d'air adapté, notamment avantageux pour un agencement des composants optiques et électroniques à l'intérieur de l'avatar 25 robotique de tête humaine. En effet il est proposé un avatar robotique de tête humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine avec un facteur d'échelle compris entre 0,5 30 et 2, comportant au moins une portion tridimensionnelle formant masque avec un côté intérieur et un côté extérieur, et comprenant un ensemble vidéo adapté pour projeter une image sur le côté intérieur du masque avec la dite image vidéoprojetée visible depuis l'extérieur, l'avatar de tête comprenant un canal d'air, pour la circulation et le guidage d'air, le canal d'air ayant deux extrémités, la première extrémité étant adaptée pour une prise d'air à l'extérieur et la seconde extrémité étant adaptée pour une évacuation d'air. Selon une telle disposition, de l'air peut circuler à l'intérieur de l'avatar robotique de tête humaine au voisinage des composants dissipatifs pour assurer leur refroidissement. On pourra ainsi éviter un échauffement excessif de l'air à l'intérieur de l'avatar de tête humaine et diminuer les risques d'endommagement ou de même de brûlures. Des caractéristiques complémentaires de ce premier 15 aspect auxiliaire se trouvent plus loin dans la description détaillée. Selon un second aspect auxiliaire concernant l'avatar robotique de tête humaine divulgué, qui est 20 indépendant de l'agencement compact des composants optiques et électroniques, et du canal de refroidissement mentionné ci-dessus, il est proposé un système d'attache de la portion formant masque sur la coque support. En effet il est proposé un avatar robotique de tête 25 humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine avec un facteur d'échelle compris entre 0,5 et 2, comportant au moins une portion tridimensionnelle formant masque (10) avec un côté intérieur (11) et un côté 30 extérieur (12), et comprenant un ensemble vidéo agencé à l'intérieur dudit avatar de tête pour projeter une image sur le côté intérieur du masque, avec la dite image vidéoprojetée visible depuis l'extérieur, et ledit avatar robotique de tête humaine comprenant également au moins une coque support (60) comprenant des premiers moyens de fixation (15A), le masque (10) comprenant des seconds moyens de fixation (15B) coopérant avec les premiers, pour fixer le masque à la coque support (60) de manière amovible. Une telle disposition donne une flexibilité pour l'interchangeabilité du masque. Il est possible de séparer le masque de la coque support pour une intervention de maintenance ou pour remplacer le masque en place par un autre masque, en gardant la même coque support. Des caractéristiques complémentaires de ce second aspect auxiliaire se trouvent plus loin dans la description détaillée.

Selon encore un troisième aspect auxiliaire concernant l'avatar robotique de tête humaine divulgué, qui est indépendant de l'agencement compact des composants optiques et électroniques, du canal de refroidissement mentionné ci-dessus, et du système de fixation coque-masque mentionné ci-dessus, il est proposé un microphone découplé de la coque support, adapté pour l'acquisition audio/vocale par l'avatar robotique de tête humaine, par exemple de ce qui est dit par un individu qui entrerait en communication avec l'avatar robotique de tête humaine. En effet, il est proposé un avatar robotique de tête humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine avec un facteur d'échelle compris entre 0,5 et 2, comportant au moins une portion tridimensionnelle formant masque (10) avec un côté intérieur et un côté extérieur, et comprenant un ensemble vidéo adapté pour projeter une image sur le côté intérieur du masque, avec la dite image vidéoprojetée visible depuis l'extérieur, et ledit avatar robotique de tête humaine comprenant au moins une coque support, et au moins un microphone (50), une gaine (65) (conduit) en matériau souple étant interposée entre le 5 microphone et la coque support, ladite gaine étant adaptée pour découpler ledit microphone de la coque support. Ainsi les bruits parasites impactant la coque elle-même ne sont pas transmis au microphone ; par exemple si on touche l'avatar ou s'il y a des vibrations internes des 10 ventilateurs ou encore des vibrations externes du support robotique portant l'avatar. Des caractéristiques complémentaires de ce troisième aspect auxiliaire se trouvent plus loin dans la description détaillée. 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante de plusieurs de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints : 20 - La figure 1 est une vue de 34 face de l'avatar robotique de tête humaine. - La figure 2A-2B illustre les expressions de l'avatar robotique de tête humaine. - La figure 3 montre le cou, l'embase de support pour 25 l'avatar robotique de tête humaine, le canal d'air et l'agencement de l'optique et de l'électronique dans l'avatar robotique de tête humaine. - La figure 4 est une vue de face de l'intérieur de l'avatar robotique de tête humaine. 30 - La figure 5A-5B illustre la composition du masque. - La figure 6 illustre les systèmes de fixation masque-coque. - La figure 7 illustre le découplage hautparleur-coque support Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

L'avatar de tête 100 se présente dans l'exemple illustré comme un objet physique reproduisant une tête humaine. Toutefois, il pourrait s'agir aussi d'une tête d'animal ou d'un personnage virtuel. L'avatar de tête 100 possède une forme tridimensionnelle qui correspond sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine à l'échelle 1, dont les dimensions type seront précisées plus loin. On entend par 'volume' de la forme tridimensionnelle de l'avatar 100 l'espace géométrique occupé par l'avatar de 15 tête. L'avatar de tête 100 humaine comprend un masque 10, forme peu épaisse en trois dimensions. Ce masque 10 a au moins localement la morphologie d'un visage et constitue donc au moins localement un visage pour l'avatar robotique 20 de tête humaine. Le masque 10 peut éventuellement couvrir une plus grande zone de la tête que le visage de l'avatar robotique de tête humaine. On entend par 'intérieur de l'avatar' l'espace intérieur délimité généralement par le masque et au moins 25 une structure arrière dont il sera question plus loin. Le masque 10 est sans mobilité mécanique propre dans l'exemple illustré figure 1 mais il pourrait être déformable localement. Le visage de l'avatar de tête humaine présente des 30 reliefs pour au moins les yeux 31 et le nez 32 comme représenté à la figure 1. La bouche 33 présente un léger relief. Le masque 10 est globalement par exemple translucide, et des images en couleur et animées y sont créés pour reproduire des expressions humaines, de sorte qu'un individu placé en vis-à-vis aura une impression réaliste d'une tête humaine tel que représenté aux figures 2A et 2B.

La bouche 33 et les yeux sphériques 31 de l'avatar de tête peuvent donner une impression de vis-à-vis à un observateur de l'avatar de tête humaine placé dans un champ de vision d'ouverture angulaire de 120 degrés, soit 60 degrés de part et d'autre du centre du champ de vision de l'avatar de tête humaine. Le masque 10 a un côté intérieur 11 et un côté extérieur 12 comme représenté aux figures 1 et 5A. Le masque pourra être réalisé en matériau dur. En variante le masque pourra être fabriqué en matériau 15 relativement souple. La souplesse pourra notamment être obtenue en jouant sur la nature et l'épaisseur du matériau. Le masque 10 est par exemple constitué d'une seule pièce moulée. Il peut s'agir par exemple d'un masque constitué de 20 deux couches de matières différentes superposées comme représenté aux figures 5A-5B (L'épaisseur des couches a été exagérée par souci de clarté). La première couche 20 peut être par exemple une couche optique translucide diffusante, telle qu'un film blanc diffuseur. Un tel film, tel qu'un 25 film 3MTM 363570, a une diffusion optique telle qu'une lumière directrice soit transformée en lumière radiale par un tel matériau. Il s'agit notamment d'une matière thermodéformable ou conformable. Il peut s'agir d'un film adhésif. Cette première couche 20 peut avoir par exemple 30 une épaisseur constante sur toute son étendue. Cette première couche peut avoir une épaisseur comprise entre 50pm et 90pm. En variante la première couche peut être un autre matériau tel un plastique conformable, usinable et/ou imprimable (et leur combinaisons) ayant les propriétés de transparence et diffusion nécessaires. Cette première couche 20 est notamment destinée à recevoir les images vidéo projetées.

La seconde couche 30, qui peut par exemple être une couche transparente externe de structure avec une robustesse mécanique. Il peut s'agir par exemple d'une couche de PETG, qui peut être brute par exemple. Cette couche de PETG peut être par exemple localement opacifiée par traitement local tel qu'un frittage. Elle pourra également être traitée pour être rendue anti-rayures ou avoir un effet lisse. Dans un autre mode de réalisation la couche de PETG pourra être traitée pour être anti UV. Cette seconde couche peut avoir par exemple une épaisseur constante sur toute son étendue. Cette seconde couche 30 peut avoir une épaisseur comprise entre 0.5mm et 5mm. En variante, la seconde couche 30 peut être un plastique thermo formable autre ou un plastique conformable, usinable et/ou imprimable (et leur combinaisons) ayant les propriétés de transparence et diffusion nécessaires. De façon préférée, bien que ce ne soit pas la seule solution, l'avatar robotique de tête humaine comporte sur sa partie postérieure une coque support 60 sur laquelle le masque peut venir se fixer. La coque support 60 peut ainsi former généralement la coque crânienne 61, qui peut par exemple fermer sensiblement l'avatar de tête en complémentarité avec le masque. La coque support et le masque formant ainsi un volume substantiellement fermé reproduisant à l'échelle 1 une tête humaine.

La coque crânienne 61 peut être opaque. Elle peut être par exemple en PVC ou ABS. La ligne de jonction 16 entre la coque support et le masque peut être par exemple rectiligne tel que représenté à la figure 3 mais la jonction pourra aussi n'être ni rectiligne ni plane. Le masque 10 peut comporter un système d'attache permettant de fixer le masque 10 à la coque support 60, ceci sera détaillé plus loin.

Plusieurs modèles de masques 10 pourront être utilisés et fixés à ladite coque support 60 pour constituer l'avatar robotique de tête humaine. Le masque 10 pourra par exemple être un visage d'adulte, homme ou femme, ou encore un enfant, voire éventuellement un masque d'animal ou encore un personnage de fiction. Une coque crânienne 61 de dimension inférieure permettra de mieux accepter et fixer des masques plus petits tels que des masques de visages d'enfants. Le masque 10 pourra par exemple également être un 15 visage d'acteur et les images projetées pourront être des répliques de celles de l'acteur correspondant. Les dimensions du volume de l'avatar de tête seront de préférence des dimensions humaines typiques. Le volume de l'avatar est défini par une hauteur, une largeur et une 20 profondeur. La hauteur du volume d'un avatar robotique de tête humaine adulte sera comprise entre 18cm et 28cm, préférentiellement de l'ordre de 23cm. La largueur du volume de la tête de l'avatar robotique de tête humaine sera comprise entre 10cm et 20cm, préférentiellement de 25 l'ordre de 15cm, et la profondeur du volume de l'avatar de tête sera comprise entre 17cm et 27cm, préférentiellement de l'ordre de 22cm. La dimension de l'avatar de tête humaine pourra correspondre à la dimension d'une tête humaine à une échelle inférieure à 1, contraignant d'autant 30 plus l'espace dans lequel doivent être intégrés les éléments constituants l'intérieur de l'avatar de tête humaine, nécessitant une optimisation poussée. Les éléments à intégrer seront alors d'autant plus miniaturisés ; La modification de l'agencement relatif des éléments pourra notamment permettre de se conformer au facteur d'échelle. L'avatar de tête humaine 100 défini par le masque 10 et la coque crânienne 61 sera par exemple délimité 5 anatomiquement horizontalement par l'os occipital en haut de la nuque à l'arrière et par le menton à l'avant ; par conséquent il n'est donc pas compris dans cet avatar de tête humaine ni le cou proprement dit, ni la nuque, tel que représenté à la figure 3. 10 D'autres éléments pourront être ajoutés pour compléter l'avatar robotique de tête humaine tels que des auricules d'oreilles 51 sur le côté extérieur 12 du masque. De même, on peut prévoir des cheveux sur la face extérieure de la coque crânienne 61, ou encore des accessoires comme des 15 lunettes, une caméra telle qu'une caméra infrarouge, des microphones, dont il sera question plus loin. Dans l'exemple illustré, l'avatar robotique de tête humaine comporte une embase 120 comme représenté figure 3. Cette embase 120 ferme la partie postérieure inférieure de 20 l'avatar de tête. Cette embase est destinée à former une interface avec un dispositif (non représentés aux figures) supportant l'avatar robotique de tête humaine (buste/cou de robots ou autre). Il faut noter que l'embase 120 peut être pourvue 25 intrinsèquement d'un mouvement de rotation autour de l'axe sensiblement vertical Z ; dans ce cas, un moteur électrique M entraîne, par exemple au moyen d'un engrenage la rotation de l'avatar de tête par rapport à la référence inférieure 121 de l'embase autour du point P et de l'axe Z. La 30 référence inférieure 121 de l'embase 120 peut être attachée à un support fixe ou mobile, ou encore à un cou articulé procurant un ou plusieurs degrés de liberté. Le visage de l'avatar robotique de tête humaine est configuré pour être animé, c'est à dire que des expressions apparaissent sur le masque 10 pour donner une impression réaliste au visage. Des images animées et colorées sont projetées sur le côté intérieur 11 du masque 10 pour être vues par un observateur extérieur sur le côté extérieur 12 du masque 10. Un projecteur 2 est utilisé pour projeter ces images sur un dispositif optique 4. Le projecteur et le dispositif optique forment un ensemble vidéo. Dans une réalisation non représentée, le dispositif 10 optique peut être une lentille grand angle qui retransmet les images par diffraction vers le masque. Dans l'exemple représenté aux figures 3 et 4, le vidéo projecteur 2 génère des images animées vers un miroir 4 qui forme le dispositif optique ; et dans ce cas les images 15 sont réfléchies par le miroir pour être retransmises en direction du masque. Le miroir de renvoi 4 pourra par exemple être légèrement convexe. Le miroir est positionné par rapport au vidéoprojecteur de sorte que l'image projetée après réflexion sur le miroir 20 puisse couvrir le masque 10 en entier. Le miroir est adapté de préférence à plusieurs masques. L'adaptation principale du miroir avec la forme du masque se fait grâce à des calibrations logicielles. Dans certains cas on pourra utiliser un miroir différent plus adapté au 25 masque, dans le cas en particulier d'une contrainte d'échelle forte. Selon un aspect avantageux, l'avatar de tête comprend une unité électronique de commande 170, sous forme typiquement d'un micro-ordinateur 170 qui peut être agencé 30 en une seule partie ou plusieurs parties. Les images seront générées par cet ordinateur et des images de référence seront corrigées pour prendre en compte la configuration tridimensionnelle de la surface du masque 10 dans la zone d'émission des images. Il s'agira par exemple d'une adaptation ad-hoc de la fonction de correction des images en fonction du masque utilisé, correspondant à une étape de calibration.

Le montage optique pourra être positionné sur une plateforme fermement arrimée à l'embase de sorte que si la tête est montée mobile, les mouvements engendrés n'aient pas d'impact sur le positionnement relatif de l'ensemble vidéo par rapport au masque. De plus, la position de l'équipement vidéo étant bien déterminée par rapport à la coque support, elle le sera aussi par rapport au masque de sorte que l'on n'aura pas besoin de refaire les réglages optiques une fois qu'un masque donné est calibré sur l'avatar de tête. Optionnellement, le vidéoprojecteur peut être monté sur des glissières (verrouillables) pour faciliter son extraction lors des opérations de maintenance. Le masque étant tridimensionnel, pour une position du projecteur donnée, les différentes zones du masque 10 ne pourront par exemple pas être sur le plan de focalisation simultanément, même en projection directe et une légère défocalisation pourra être observée sur certaines zones du masque 10, dans le cas d'un projecteur 2 optique classique notamment. L'utilisation d'un projecteur laser pourra permettre d'éviter cette défocalisation. L'avatar robotique de tête humaine peut être par exemple doté de fonctions interactives via des auxiliaires d'interaction. Grâce à des microphones 50 et haut-parleurs 130, 30 l'avatar robotique de tête humaine sera par exemple doté d'une interactivité audio/vocale. Un microphone 50 (ou plusieurs) permet l'acquisition audio et/ou vocale par l'avatar robotique de tête humaine, par exemple de ce qui est dit par un individu qui entrerait en communication avec l'avatar robotique de tête humaine. Il est aussi prévu optionnellement un haut-parleur 130 caché par exemple dans le menton 34 de l'avatar robotique 5 de tête humaine tel que représenté à la figure 3, qui permet d'émettre un son en direction du public avec lequel l'avatar robotique de tête humaine est susceptible d'interagir. Cette localisation est discrète et permet d'éviter la résonance. 10 L'utilisation de textiles permet également de camoufler le haut-parleur 130 et de limiter la résonance. L'avatar robotique de tête humaine peut aussi comprendre, pour l'interactivité audio/vocale, des auxiliaires d'interaction tels que une ou deux caméras 180 15 par exemple agencées à l'intérieur de la tête pour capter des images en vis-à-vis. Les caméras 180 peuvent être logées dans les branches de lunettes portées par l'avatar robotique de tête humaine 100 par exemple. Le champ de vision des caméras 180 peut être plus ou moins étendu en 20 fonction de la position des caméras 180. En variante, toujours dans une perspective de miniaturisation et d'optimisation du positionnement d'une caméra 180 telle que représentée à la figure 3 permettant d'observer ce qui se passe à l'avant du masque 10, le 25 masque 10 pourra comprendre dans sa zone haute une lentille avec un champ de vision large, qui pourra être adapté en fonction de la déformation du champ imagé. La zone haute du masque 10 pourra par exemple correspondre au front du masque de visage. 30 Il pourra s'agir d'une caméra 180 avec une perception en perspective polaire dont les images prises pourront être retransformées en perspective classique. En alternative ou en complément, il peut aussi être prévu une caméra de type infra-rouge. L'électronique de commande 170, tel que le micro-ordinateur, peut être intégrée dans l'avatar robotique de tête humaine ; dans l'exemple illustré, il est intégré sous 5 forme de deux parties distinctes, une partie unité centrale et une autre partie formant la mémoire et autre auxiliaires de communication sans fil (Wifi, Bluetooth ou autre). Bien sûr, l'électronique de commande pourrait être formée d'un seul tenant, mais il peut s'avérer avantageux de prévoir 10 plusieurs parties de façon à faciliter l'intégration dans la tête sans empiéter sur le volume utilisé par le trajet des images vidéo. Dans une telle configuration, seule une alimentation externe est nécessaire, l'avatar de tête étant complètement 15 autonome en terme de fonctionnalités. On pourrait même prévoir un fonctionnement 100% autonome grâce à un accumulateur électrique embarqué dans la tête, sans aucune connexion physique. Cependant, il n'est pas exclu d'avoir une partie de 20 l'intelligence nécessaire aux fonctionnalités localisées à distance de la tête, moyennant une connexion sans fil avec un débit suffisant. Dans tous les cas, l'électronique de commande 170 embarquée dans la tête est en charge de l'acquisition des 25 données, du pilotage de l'ensemble vidéo et du pilotage des divers auxiliaires d'interaction. Dans l'exemple illustré, un socle d'interface 160 est agencé discrètement à la base occipitale et comprend un raccordement de connexion électrique pour l'alimentation en 30 énergie et un port USB pour l'échange rapide de données à défaut d'utiliser la connexion sans fil. Le socle d'interface 160 ainsi que les conducteurs qui en sortent peuvent être avantageusement masqués par une chevelure adjointe sur l'avatar de tête. Dans une alternative non représentée, le raccordement de l'avatar peut se faire au travers d'un orifice ménagé dans l'embase 120, les conducteurs passant alors dans le 5 cou ou dans une pièce équivalente. Selon un autre aspect avantageux optionnel, l'avatar de tête comprend un canal d'air 150, pour la circulation et le guidage d'air, le canal d'air 150 ayant deux extrémités, la première extrémité 151 étant adaptée pour une prise d'air à 10 l'extérieur et la seconde extrémité 152 étant adaptée pour une évacuation d'air. Il peut être prévu une convection forcée, au moyen par exemple de ventilateur (non représenté). Selon un aspect complémentaire, la première extrémité 15 151 est positionnée à la base de l'occiput adaptée pour une prise d'air et la seconde extrémité 152 est positionnée en dessous du menton adaptée pour une évacuation d'air ; des orifices de sortie sont prévus dans le masque lui-même ou dans une pièce auxiliaire. 20 Selon un aspect complémentaire, le canal d'air 150 est tel que l'air qui y est guidé vienne lécher des ailettes de refroidissement en communication thermique avec un ou plusieurs équipements dissipatifs à refroidir (pont thermique avec le vidéo projecteur et/ou le processeur du 25 micro-ordinateur). Selon un aspect complémentaire, des filtres à poussière classique sont placés sur les entrées d'air du canal de guidage d'air. Selon un autre aspect avantageux optionnel, il est 30 proposé un système d'attache du masque sur la coque support pour faciliter l'interchangeabilité, avec le cas échéant une sécurité pour éviter qu'un utilisateur non autorisé ne puisse retirer le masque.

Dans l'exemple illustré, la couche structurelle 30 comprend deux ou plus pattes 36 faisant saillie en direction du masque. Chacune de ces pattes comprend une portion de retenue 37, qui s'étend latéralement vers l'extérieur, configurée pour être reçue dans un évidement 15A ménagé sur la surface interne de la coque support. L'évidement 15A constitue plus généralement un premier moyen de fixation, et la portion de retenue 37 en saillie de la patte 36 constitue plus généralement un second moyen de fixation coopérant avec le premier pour procurer une liaison de type clipsage. Selon un aspect complémentaire, le système de fixation peut comprendre deux parties aimantées 19,19', une partie aimantée étant positionnée sur le masque, l'autre partie aimantée étant positionnée sur la coque support, les deux parties aimantées étant adaptées pour, en position de fixation, être en vis-à-vis et s'attirer mutuellement. Dans ce cas, la patte 36 peut être dépourvue de la portion de retenue 37 et ne former qu'une patte de guidage pour l'insertion du masque sur la coque support. Une telle disposition est une solution élégante pour permettre un bon maintien tout en évitant les formes complexes nécessaires au bon maintien pour les systèmes d'attache.

Il faut noter que le mode d'accostage du masque et de la coque support, tel que présentée à la figure 6 permet d'éviter un désaffleurement entre la coque support et le masque. Selon la pente de la rampe de déverrouillage 38, le 30 déverrouillage de la liaison de clipsage peut ou non être possible. Si on désire que le déverrouillage soit réservé à des personnes autorisées, alors il peut être prévu des moyens de déverrouillage particuliers.

Selon cet aspect complémentaire, un trou traversant 17 est agencé entre la face extérieure et la face intérieure de la pièce portant l'évidement (ici la coque support), ledit trou étant adapté pour permettre l'insertion d'un 5 outil 18. Lorsqu'on pousse sur la patte de clipsage 36 avec un tel outil, cela provoque le déverrouillage de la liaison. Bien sûr s'il y a plusieurs moyens de clipsage réparties autour de la ligne de jonction 16, alors il faut les déverrouiller tous en même temps pour pouvoir retirer 10 le masque. Cette disposition évite donc une ouverture de la tête non désirée par un utilisateur lambda avec risque d'accident pour l'utilisateur ou pour un autre notamment avec le laser contenu dans l'avatar de tête.

15 Dans une version améliorée, le trou a une forme particulière correspondant à une clef 18 ; on sécurise ainsi encore plus le verrouillage du masque sur la coque support. Une telle disposition permet de rendre plus difficile 20 et donc de limiter l'accessibilité à l'intérieur de la tête, pour limiter la violabilité de la structure dans la tête. Bien entendu, concernant les moyens de clipsage, ils pourraient être inversés ; les pattes flexibles 36 25 pourraient être agencées sur la coque support et l'évidement 15A agencé dans la couche structurelle du masque. Il faut aussi remarquer que dans la solution avec des pattes de guidage et des aimants de maintien, les pattes et 30 les aimants pourraient être agencés à des positions éloignées. Les microphones 50 sont par exemple situés longitudinalement au niveau auquel seraient situées les oreilles d'un humain, en vis-à-vis d'orifices 52 traversant la coque support. Le microphone 50 est par exemple relié à un embout. Un conduit acoustique en matériau souple et isolant type silicone assure la liaison entre l'embout et 5 la coque crânienne 61. Une gaine 65 thermo-formable, ou plus généralement une gaine 65 en matériau souple peut assurer une telle liaison qui sera souple mécaniquement. Le microphone 50 est donc fixé au conduit acoustique lui-même fixé à la coque assurant ainsi le découplage. La fixation 10 pourra être faite par collage, soudure ultrason, ou tout autre procédé. Le conduit acoustique permet le guidage du son et un isolement par rapport aux bruits parasites extérieurs, ainsi que par rapport aux bruits parasites intérieurs tels 15 que le bruit généré par le ventilateur dans la tête, les vibrations et les mouvements de l'air. Les bruits parasites peuvent venir de toute la chaine cinématique de l'avatar robotique de tête humaine lié par exemple à ses mouvements, ou à son squelette.

20 L'avatar de tête peut comprendre des pavillons auriculaires 51, en silicone ou autre. De tels pavillons auriculaires 51 permettent d'assurer une directionnalité des bruits captés par les microphones 50 compris dans l'avatar robotique de tête humaine. Cela permet par exemple 25 de focaliser l'attention sur l'interlocuteur en face de l'avatar robotique de tête humaine en limitant l'interférence avec les bruits derrière. Le pavillon auriculaire 51 est également un accessoire qui assure l'esthétique de la tête humaine avec une caractéristique 30 supplémentaire de ressemblance avec une tête humaine (bioinspiration). Selon une variante de réalisation non représentée, le pavillon auriculaire 51 et la gaine 65 formant le conduit auditif pourraient être obtenus intégralement dans une seule et même pièce. Une telle pièce est alors munie de clips configurés pour venir se fixer dans un orifice 52 (similaire mais un peu plus grand) ménagé dans la coque support. Ceci représente une optimisation de coût et permet de rationaliser le processus d'assemblage de l'avatar. Il faut noter que dans des variantes de réalisation non représentées, la coque support et/ou le masque peuvent chacun être formés par plusieurs éléments assemblés entre 10 eux.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Avatar robotique (100) de tête humaine ayant une forme tridimensionnelle correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine, et de dimension inférieure ou égale à la dimension d'un volume physique anatomique, comportant au moins une portion tridimensionnelle formant masque (10) avec un côté intérieur (11) et un côté extérieur (12), et comprenant un ensemble vidéo (70) composé d'un vidéoprojecteur (2) et d'un dispositif optique (4) ledit ensemble vidéo étant agencé à l'intérieur dudit avatar de tête (100), le vidéoprojecteur (2) étant adapté pour projeter une image sur le dispositif optique (4) et le dispositif optique (4) étant adapté pour retransmettre la dite image projetée sur le côté intérieur (11) du masque- (10) de sorte que la dite image vidéo projetée soit visible depuis l'extérieur, sur le côté extérieur (12) de la portion formant masque (10).
2. 2. Avatar robotique de tête humaine selon la revendication 1, le dispositif optique (4) étant un miroir, les images étant réfléchies par le miroir.
3. 3. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, ledit masque (10) tridimensionnel ayant au moins localement la morphologie d'un visage humain.
4. 4. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ledit masque (10) tridimensionnel comprenant une superposition de deux 30 couches de matériau, une première couche interne (20)translucide optique et une seconde couche externe (30) de structure, transparente.
5. 5. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant également au moins une coque support (60), le masque (10) comprenant des premiers moyens de fixation (15A) et la coque support (60) comprenant des seconds moyens de fixation (15B) coopérant avec les premiers, pour fixer la coque support (60) au masque (10) de manière amovible.
6. 6. Avatar robotique de tête humaine selon la revendication 5, la coque support (60) étant adaptée pour fermer sensiblement le volume de l'avatar de tête humaine (100) et pour lequel la coque support (60) est adaptée pour jouer le rôle de coque crânienne (61).
7. 7. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, adapté pour interagir avec son environnement et comprenant des auxiliaires d'interaction, l'ensemble des auxiliaires d'interaction étant compris dans l'avatar robotique de tête humaine (100).
8. 8. Avatar robotique de tête humaine selon la revendication 7, comprenant comme auxiliaire d'interaction au moins un haut-parleur (130), le dit haut-parleur étant localisé dans la zone inférieure interne du masque (10).
9. 9. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque 2S des revendications 7 et 8, comprenant comme auxiliaire d'interaction au moins une caméra (180), ladite caméra (180) étant localisée dans la zone haute interne du masque (10).
10. 10. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque 30 des revendications 1 à 9, comprenant également une unitéélectronique de commande (170) adaptée pour gérer les fonctions de l'avatar robotique de tête humaine, la dite électronique de commande (170) étant adaptée pour être intégrée dans l'avatar robotique de tête humaine (100).
11. 11. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant une embase de fixation (120) pour former une interface avec un élément externe fixe ou mobile.
12. 12. Avatar robotique de tête humaine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, pouvant accepter différents masques adaptables, l'ensemble vidéoprojecteur-dispositif optique (70) étant adapté pour être calibré en fonction de chaque masque (10).
13. 13. Kit pour avatar robotique de tête humaine (100) comprenant : - une coque support (60), la coque support (60) comprenant des premiers moyens de fixation (15A), - une pluralité de masques (10), chacun desdits masques (10) comprenant des seconds moyens de fixation (15B), - au moins un ensemble vidéo (70) composé d'un vidéoprojecteur (2) et d'un dispositif optique (4), tel que chacun desdits masques (10) soit adapté pour être fixé à ladite coque support (60), l'ensemble masque (10) - coque support (60) définissant un volume correspondant sensiblement à un volume physique anatomique de tête humaine, et de dimension inférieure ou égale à la dimension d'un volume physique anatomique, ledit masque (10) comportant au moins une portion formant masque (10) avec un côté intérieur (11) à l'avatar de tête et un côté 30 extérieur (12) à l'avatar de tête, et tel que ledit ensemble vidéo, soit agencé à l'intérieur dudit avatarrobotique de tête humaine (100), le vidéoprojecteur (2) étant adapté pour projeter une image sur le dispositif optique (4) et le dispositif optique (4) étant adapté pour réfléchir la dite image projetée sur le côté intérieur (11) au masque (10) de sorte que la dite image vidéo projetée soit visible depuis l'extérieur, sur le côté extérieur (12) de la portion formant masque (10).
14. 14. Kit selon la revendication 13, dans lequel les moyens de fixation (15A, 15B) comprennent des aimants et/ou des crochets.