Subtle interactions for distress regulation: efficiency of a haptic wearable according to personality

The incorporation of empathic systems in everyday life draws a lot of attention from society. Specifically, the use of wearables to perform stress regulation is a growing field of research. Among techniques explored, the haptic emulation of lowered physiological signals has been suggested to be promising. However, some discrepancies remain in empirical research focusing on such biofeedback (BF) regarding their efficacy, and the mechanisms underlying the effects of these wearables remains unclear. Moreover, the influence of individual traits on the efficiency of BF has been marginally studied, while it has been shown that personality could impact both stress and its regulation. The aim of this study is to investigate the outcome of interactions with these technologies from a psycho-physiological standpoint, but also to explore whether personality may influence its efficiency when other interaction devices are present. Participants had to play a challenging game while a lowered haptic BF of their heart rate was induced on their wrist. Results showed variable efficiency of the wearable among the participants: a subjective relaxation was evident for the participants exhibiting the highest neurotic and extraverted traits score. Our results highlight the plurality of the modes of action of these techniques, depending on the individual and on the level of stress to regulate. This study also suggests that tailoring these regulation methods to individual characteristics, such as personality traits, is important to consider, and proposes perspectives regarding the investigation of stress and regulation systems embedded in wearables

Study of stress and its regulation in the context of autonomous driving in the light of individual differences

Le stress est un phénomène couramment rencontré lors de la conduite automobile. Il peut affecter la sécurité et le confort des usagers. L’automatisation de la conduite ouvre la voie à une amélioration de la sécurité et à une réduction du facteur humain, mais favorise l’apparition de tâches non liées à la conduite, et nécessite encore de superviser le système lors de phases de reprise de la conduite manuelle. Pour pallier les effets négatifs du stress, des stratégies de régulation implicites (ou subtiles) n’entraînant pas de perturbations de l’usager vis-à-vis de la tâche de conduite peuvent être utilisées. Du fait de l’ouverture de l’automatisation de la conduite à des individus provenant de tous horizons, il est également important de considérer les différences individuelles pouvant influencer le stress et sa régulation.Les objectifs de cette thèse étaient donc triples : (1) étudier les effets du stress pendant la supervision d’un véhicule autonome avec des phases de reprise en main et de conduite manuelle ; (2) vérifier l’efficacité de solutions de régulation basées sur une modulation de la réponse physiologique, sur le niveau de stress ; (3) Prendre en considération des traits individuels pouvant influencer le stress et sa régulation en termes de sécurité et de confort des usagers de véhicules autonomes.Pour atteindre ces objectifs, nous avons d’abord identifié des techniques de régulation du stress applicables en contexte de conduite automobile. Certaines de ces techniques, basées sur la modulation physiologique (cardiaque et respiratoire), ont été testées lors de deux expérimentations : Une en contexte de laboratoire, l’autre en contexte de conduite autonome simulée. Un jeu a été créé pour induire du stress pendant la tâche de supervision, et des mesures comportementales et physiologiques ont été utilisées pour investiguer l’impact de ce stress sur les individus et sur leur performance de supervision et de conduite manuelle. Dans ces deux expérimentations, des traits individuels (e.g. Personnalité, habitudes de conduite) ont été pris en compte dans l’étude du stress et des techniques de régulation. Les résultats obtenus montrent que le stress augmentait l’engagement des participants envers le jeu, et présentait des effets faibles sur la diminution de la sécurité (en termes de réponses aux alarmes de reprise en main et de comportement de conduite). Les effets subjectifs du stress et des techniques de régulation variaient selon des traits individuels liés à la prise en compte et à l’interprétation des éléments stressants du contexte et des bracelets utilisés. La régulation était plus efficace lorsqu’elle permettait de détourner l’attention des stresseurs, sans que cela ne soit perçu comme une difficulté supplémentaire. Ce mécanisme de détournement attentionnel semblait central pour le fonctionnement de la régulation basée sur le cardiaque, tandis qu’il semblait plutôt appuyer l’efficacité de la modulation physiologique dans le cas de la régulation respiratoire. Ces résultats montrent que le recours aux techniques de régulation implicite doit se faire en tenant compte du niveau d’attention qu’elles requièrent malgré tout pour être efficaces, ce niveau d’attention pouvant varier entre les individus.Stress is a phenomenon frequently encountered in driving. It can affect the safety and comfort of users. Driving automation offers new ways to improve safety and reduce the danger posed by some human factors. However, it can also result in the concomitant occurrence of non-driving related tasks, and still inevitably requires supervision during phases of manual driving. To mitigate the negative effects of stress, implicit (or subtle) regulation strategies that do not impair the driving task can be used. Because driving automation is increasingly available to a variety of individuals, it is therefore important to consider the individual differences between persons that can influence stress and its regulation.The objectives of this thesis were threefold: (1) to study the effects of stress during an autonomous driving situation with takeover and manual driving phases, (2) to verify the effectiveness of regulation techniques based on the modulation of the physiological response on the level of stress and (3) to consider the individual traits that can influence stress and its regulation in the context of safety and comfort during autonomous driving.To achieve these objectives, we first identified stress regulation techniques applicable to a driving context. Some of these techniques, based on physiological modulation (cardiac and respiratory), were tested both in a laboratory context and in an autonomous driving simulation. A game was designed to induce stress during the supervision task, and behavioral and physiological measures were used to investigate the impact of this stress on individuals and on their performance on the supervision task and on manual driving. In both experiments, individual traits (e.g., personality, driving habits) were considered in the study of stress and regulation techniques.The results showed that stress increased the level of engagement of participants toward the game, despite weakly negative effects on safety (in terms of responses to takeover notifications and driving behavior). The subjective effects of stress and regulation techniques varied according to individual traits related to the interpretation of stressful context, and to the perception of the bracelet used. Regulation was most effective when it allowed the attention to be diverted from the stressors, without being perceived as an additional difficulty. The mechanism of attentional redeployment seemed central to the functioning of cardiac regulation, whereas it seemed to support the effectiveness of physiological modulation in the case of respiratory regulation. These results show that the use of implicit regulation should consider the level of attention that they require to be effective, which may vary between individuals

Stress variations and auditory omissions: a pilot study

Neuroergonomics, e-conference, , 11-/09/2021 - 16/09/2021The use of auditory alerts is widespread in peripheral monitoring activities, where the attentional focus of the operator can be diverted from the monitored system toward a secondary task (Hermann et al., 2011). In such activities, an attentional cross-modal phenomenon can arise, leading to omit critical auditory alerts when the operator presents an over-engagement toward a visual task (Dehais et al., 2019). This pilot study had two objectives: - Explore the occurrence of ID (behaviorally defined as the occurence of omissions) during a secondary task imitating those which could take place in large-public contexts (e.g., autonomous driving), and its neurophysiological correlates. - Study the suitability of subtle biofeedback stress reduction and examine whether it affects the occurrence of ID (Béquet, Hidalgo-Muñoz & Jallais, 2020)

Effets du stress et de sa régulation sur les processus perceptifs et cognitifs.

EPIQUE 2021, LILLE, FRANCE, 07-/07/2021 - 09/07/2021Les futurs véhicules permettraient l'alternance entre des phases de conduite autonome et des phases de conduite manuelle. Cette transition est cruciale sur le plan attentionnel et repose sur l'utilisation d'alertes. La littérature a montré que des omissions de perceptions d'alertes sonores peuvent être liées à un niveau élevé d'engagement attentionnel dans une tâche annexe. L'objectif de ce travail en cours est d'investiguer les conditions de création du phénomène d'omission, ainsi que l'efficacité d'une contremesure pour réguler ces états (ici un biofeedback temps-réel du rythme cardiaque). Les participants ont réalisé une double tâche consistant en une détection d'alertes sonores et en un jeu mnésique présentant des variations de difficulté et de stress. Des données physiologiques, subjectives et comportementales ont été collectées. Les premiers résultats montrent un impact des conditions sur les trois dimensions. La poursuite de l'analyse des données devrait nous permettre d'étudier sous divers angles les phénomènes attentionnels et les impacts du biofeedback générés lors de l'expérimentation

Towards Mindless Stress Regulation in Advanced Driver Assistance Systems: A Systematic Review

Background: Stress can frequently occur in the driving context. Its cognitive effects can be deleterious and lead to uncomfortable or risky situations. While stress detection in this context is well developed, regulation using dedicated advanced driver-assistance systems (ADAS) is still emergent.Objectives: This systematic review focuses on stress regulation strategies that can be qualified as ?subtle? or ?mindless?: the technology employed to perform regulation does not interfere with an ongoing task. The review goal is 2-fold: establishing the state of the art on such technological implementation in the driving context and identifying complementary technologies relying on subtle regulation that could be applied in driving.Methods: A systematic review was conducted using search operators previously identified through a concept analysis. The patents and scientific studies selected provide an overview of actual and potential mindless technology implementations. These are then analyzed from a scientific perspective. A classification of results was performed according to the different stages of emotion regulation proposed by the Gross model.Results: A total of 47 publications were retrieved, including 21 patents and 26 studies. Six of the studies investigated mindless stress regulation in the driving context. Patents implemented strategies mostly linked to attentional deployment, while studies tended to investigate response modulation strategies.Conclusions: This review allowed us to identify several ADAS relying on mindless computing technologies to reduce stress and better understand the underlying mechanisms allowing stress reduction. Further studies are necessary to better grasp the effect of mindless technologies on driving safety. However, we have established the feasibility of their implementation as ADAS and proposed directions for future research in this field

Effets du stress et de sa régulation sur les processus perceptifs et cognitifs.

EPIQUE 2021, LILLE, FRANCE, 07-/07/2021 - 09/07/2021Les futurs véhicules permettraient l'alternance entre des phases de conduite autonome et des phases de conduite manuelle. Cette transition est cruciale sur le plan attentionnel et repose sur l'utilisation d'alertes. La littérature a montré que des omissions de perceptions d'alertes sonores peuvent être liées à un niveau élevé d'engagement attentionnel dans une tâche annexe. L'objectif de ce travail en cours est d'investiguer les conditions de création du phénomène d'omission, ainsi que l'efficacité d'une contremesure pour réguler ces états (ici un biofeedback temps-réel du rythme cardiaque). Les participants ont réalisé une double tâche consistant en une détection d'alertes sonores et en un jeu mnésique présentant des variations de difficulté et de stress. Des données physiologiques, subjectives et comportementales ont été collectées. Les premiers résultats montrent un impact des conditions sur les trois dimensions. La poursuite de l'analyse des données devrait nous permettre d'étudier sous divers angles les phénomènes attentionnels et les impacts du biofeedback générés lors de l'expérimentation