Soutenance de thèse - Valentin Bauer - 25 janvier 14h

J’ai le plaisir de vous inviter à ma soutenance de thèse intitulée : "Explorer des Approches Multisensorielles en Réalité Etendue pour des Enfants Autistes : Améliorer le Bien-Etre et Évaluer la Perception Sonore".

La soutenance se déroulera le mercredi 25 janvier 2023 à 14h en salle de conférences du LISN (faculté d’Orsay, bâtiment 507 : information d’accès sur https://www.limsi.fr/fr/acces).

La soutenance sera également retransmise en visioconférence au lien suivant : https://bbb.lisn.upsaclay.fr/b/val-hdq-ury-n5t (code d’accès : 386102).

La soutenance se déroulera en anglais, devant le jury composé de :

• Sarah Parsons (Rapporteure) - Professor, University of Southampton

• Giuseppe Riva (Rapporteur) - Full Professor, Università Cattolica; Head Researcher, Istituto Auxologico Italian

• Ouriel Grynszpan (Examinateur) - Professor, Université Paris-Saclay

• Daniel Mestre (Examinateur) - CNRS Research Director, Université Aix-Marseille

• Stefania Serafin (Examinatrice) - Professor, Aalborg University Copenhagen

• Isabelle Viaud-Delmon (Examinatrice) - CNRS Research Director

• Patrick Bourdot (Directeur de thèse) - CNRS Research Director, Université Paris-Saclay

• Tifanie Bouchara (Co-encadrante de thèse) - Associate Professor, Université Paris-Saclay

Résumé de la thèse

Cette thèse se concentre sur la conception et l’utilisation d’environnements de Réalité Etendue comme soutien à la perception sensorielle d’enfants autistes.

Il est courant aujourd’hui de désigner par Réalité Etendue (RE) l’ensemble des technologies allant de la Réalité Augmentée (RA) à la Réalité Virtuelle (RV). Bien que la recherche sur l’autisme en RE soit prometteuse pour étendre les interventions des praticiens, la majorité des recherches actuelles se concentrent sur les compétences socio-émotionnelles d’enfants autistes avec de légers troubles de l’apprentissage. Pourtant, les interventions courantes ciblent le spectre entier au travers de nombreux aspects, dont la perception sensorielle. Partant de ce constat, j’ai mené 34 entretiens avec des personnes de la communauté de l’autisme pour comparer leurs besoins éventuels avec les études existantes en RE. Les résultats ont confirmé que certaines approches demeurent sous-explorées, permis de dresser un ensemble de recommandations de conception d’environnements de RE, et encouragé à plus explorer les approches sensorielles et de médiation. Pour considérer les enfants autistes avec de sévères troubles de l’apprentissage et des besoins plus complexes, la RA semble également plus adaptée que la RV, car elle permet de garder un contact avec l’environnement réel. A partir de ces résultats, deux initiatives de recherche ont été lancées au sein d’environnements cliniques en collaboration avec des praticiens.

Dans la première partie de cette thèse, j’ai étudié la possibilité d’utiliser des approches sensorielles en RE pour sécuriser des enfants autistes et renforcer leur lien avec le praticien. L’application de RA Magic Bubbles a ainsi été créée pour compléter les interventions sensorielles courantes, telles que Snoezelen et la thérapie par l’intégration sensorielle, qui sont parfois limitées en termes de flexibilité ou d’accès. Un processus de conception centrée utilisateur a été mené pour un hôpital de jour avec deux psychologues et une médecin psychiatre, puis validé avec onze praticiens. Après des tests d’acceptabilité et d’usabilité auprès de dix enfants avec des conditions neurodéveloppementales, une étude de terrain de plusieurs mois avec sept enfants autistes a confirmé son potentiel de réassurance et d’interaction sociale. De plus, en utilisant la théorie ancrée, j’ai construit une catégorisation de leurs expériences qui pourrait renseigner de futures recherches en RE sur l’autisme. Afin de pouvoir utiliser Magic Bubbles avec un plus grand nombre d’enfants autistes, une plus grande individualisation de l’application, basée sur une évaluation écologique des stimuli sensoriels perçus comme négatifs ou positifs par ces enfants, était nécessaire.

Dans la seconde partie de cette thèse, je me suis donc concentré sur l’utilisation de la RA pour évaluer le Fonctionnement Auditif Atypique (FAA) d’enfants autistes, en collaboration avec un psychomotricien. En effet, bien que le FAA impacte fortement la vie quotidienne de ces enfants, les profils sensoriels et tests auditifs actuels ne permettent pas de tester des stimuli variés dans des contextes écologiques. Ceci empêche de différencier leurs réactions émotionnelles de leurs réactions physiques par rapport aux sons et donc de développer des stratégies sensorielles appropriées. J’ai commencé par développer une taxonomie sonore représentative du FAA autistique au travers d’une revue systématique de la littérature. Je l’ai ensuite validée, hiérarchisée, et améliorée avec un questionnaire en ligne répondu par 68 personnes de la communauté de l’autisme. Une application en RA et un protocole expérimental ont enfin été conçus pour réaliser de telles évaluations. A l'issue d’une démarche participative avec des personnes autistes et des praticiens, les premières évaluations du FAA d’enfants autistes sont prévues dans un cabinet de psychomotricité de la région parisienne.

Cette thèse conclut en dressant des perspectives de recherches issues des résultats principaux.

En espérant vous y voir nombreux,

Valentin Bauer

English version

I am happy to invite you to my PhD thesis defense, entitled "Exploring Multisensory Extended Reality Approaches for Autistic Children: Improve Well-Being and Assess Auditory Perception".

The defense will take place on Wednesday, January 25th, 2023, at 2pm, in the conference room of the LISN (Paris-Saclay University campus, building 507, access information available at https://www.limsi.fr/en/access). The defense will also be streamed online at the following link: https://bbb.lisn.upsaclay.fr/b/val-hdq-ury-n5t (access code: 386102).

The defense will be done in English.

Le jury of this thesis is composed of:

Sarah Parsons (Reviewer) - Professor, University of Southampton

Giuseppe Riva (Reviewer) - Full Professor, Università Cattolica; Head Researcher, Istituto Auxologico Italiano

Ouriel Grynszpan (Examiner) - Professor, Université Paris-Saclay

Daniel Mestre (Examiner) - CNRS Research Director, Université Aix-Marseille

Stefania Serafin (Examiner) - Professor, Aalborg University Copenhagen

Isabelle Viaud-Delmon (Examiner) - CNRS Research Director, IRCAM

Patrick Bourdot (thesis supervisor) - CNRS Research Director, Université Paris-Saclay

Tifanie Bouchara (thesis co-advisor) - Associate professor, Université Paris-Saclay

Abstract of the thesis:

This thesis focuses on the design and use of Extended Reality (XR) environments for supporting autistic children regarding sensory perception.

It is common today to refer to Extended Reality (XR) as all technologies ranging from Augmented Reality (AR) to Virtual Reality (VR). While autism XR research is promising to extend practitioners’ interventions, it mainly addresses the socio-emotional abilities of autistic children with mild learning disabilities. Yet, common interventions address the entire spectrum by targeting a range of abilities, including sensory perception. Based on these observations, I conducted 34 interviews with autism stakeholders to compare their practical needs with the literature XR uses and designs. Findings confirmed the presence of a research gap, provided a set of XR guidelines, and called for further exploration of XR sensory and mediation approaches. Furthermore, to better consider autistic children with severe learning disabilities and more complex needs, AR seemed more suited than VR, as allowing children to keep contact with the real environment and their usual practitioner. To examine this objective, two research endeavors were conducted within clinical settings in collaboration with practitioners.

In the first part of this thesis, I investigated the possibility of using sensory and mediation XR approaches to support reassurance and to reinforce the child-practitioner relationship. To that end, an AR application called Magic Bubbles was created to complement usual sensory interventions, such as Snoezelen and Sensory Integration Therapy, which are sometimes limited in terms of flexibility or access. A user-centered design process was conducted for a day hospital setting with two psychologists and one psychiatrist, and validated by a clinical team of eleven practitioners. After acceptability and usability testing with ten children with neurodevelopmental conditions, a long-term field study with seven autistic children confirmed its potential for reassurance and social interaction. Moreover, using a grounded theory approach, I built a categorization of children’s experiences, which could inform future autism XR research. To be able to use Magic Bubbles with a larger number of autistic children, the application then had to be further individualized based on an ecological assessment of sensory stimuli inducing negative or positive experiences among these children.

In the second part of this thesis, I thus focused on using AR to assess the Atypical Auditory Functioning (AAF) of autistic children, in collaboration with a psychomotor therapist. Indeed, although AAF largely impacts the everyday life of these children, current sensory profiles and auditory exams prevent practitioners from testing various auditory stimuli in ecological settings. This makes it hard to differentiate between emotional and physical reactions towards sounds, and thus to develop appropriate sensory strategies. To address this issue, I started by developing a sound taxonomy being representative of autistic AAF through a systematic literature review. The items of the taxonomy were then validated, ranked, and enhanced, through an online questionnaire answered by 68 stakeholders. At last, an AR application and experimental protocol were designed to perform such assessments. Following a participative process involving autistic individuals and practitioners, first assessments of the AAF of autistic children are planned at the therapist’s office in the Ile de France area.

The thesis concludes by drawing research perspectives based on the main research findings.

Looking forwards to seeing you at the defense,

Valentin Bauer