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  • Chapitre 91

    Systmes interactifs et adaptation centre utilisateur : la plasticit des Interfaces

    Homme-Machine

    Publi dans Informatique et Intelligence ambiante : des capteurs

    aux applications, Hermes Sciences Publishing Ltd

    9.1. Introduction

    Un systme interactif est un systme numrique en interaction avec un humain. Il comprend deux grandes classes de fonctions : (1) un ensemble de services dpendants dun domaine dapplication : cest le noyau fonctionnel du systme ; (2) un ensemble de fonctions et dlments matriels servant dintermdiaires entre le noyau fonctionnel et lhumain : cest lInterface Homme-Machine (IHM) du

    1. Chapitre rdig par Jolle COUTAZ, Galle CALVARY, Alexandre DEMEURE et Lionel BALME

  • 2 Titre de louvrage

    systme. Les lments matriels de cette IHM comme lcran et la souris, perceptibles et actionnables par lutilisateur, tiennent le rle de ressources dinteraction. LInteraction Homme-Machine, en tant que domaine dtude, intervient dans la bonne construction des systmes interactifs.

    LInteraction Homme-Machine porte sur llaboration de thories, de concepts, de modles, de mthodes et de solutions techniques pour la conception et la mise en uvre de systmes interactifs utiles, utilisables et plaisants, autrement dit, des systmes valeur ajoute pour les utilisateurs cibles. Lutilit se mesure en termes de conformit fonctionnelle du noyau fonctionnel du systme avec les services attendus par lutilisateur cible. Par exemple, un systme de chauffage doit permettre de faire des conomies si cela correspond lattente de lutilisateur. Pour un autre utilisateur (voire pour ce mme utilisateur mais en des circonstances diffrentes), ce sera, non plus lconomie, mais le confort avant tout. Lutilisabilit se mesure en termes de conformit de lIHM avec les capacits cognitives et sensori-motrices de lutilisateur. Dans notre exemple, le systme de chauffage du premier utilisateur doit rendre observable lconomie ralise alors que pour le second utilisateur, la temprature doit tre rendue observable. Dans les deux cas, ces informations devront tre prsentes sous une forme comprhensible et adapte la situation. La qualit hdonique dun systme interactif est plus dlicate cerner. Cest lobjet de recherches actives en relation notamment avec linformatique affective initie par Rosalind Picard [PIC 97].

    Lexemple du systme de chauffage montre que les besoins fonctionnels de lutilisateur, de mme ses capacits cognitives et sensori-motrices et les ressources dinteraction ne sont ni immuables, ni totalement prvisibles. Si lon pose comme principe que les requis de conformits fonctionnelle et interactionnelle doivent tre satisfaits en toute circonstance, il convient ds lors de se pencher sur la question de ladaptation des systmes interactifs. cet gard, la recherche en Interaction Homme-Machine a-t-elle des rponses proposer ? Le domaine de lInteraction Homme-Machine sest organis en deux courants de recherche complmentaires : lun, centr sur linvention de nouvelles techniques dinteraction, vise rsoudre des micro-problmes dinteraction prcis pour des situations dusage prcises, par exemple, le pointage de cible dans une scne graphique 2D [BLA 11]. Cest linteraction homme-machine pointe fine . Le second courant observe une approche holistique selon laquelle le systme est envisag comme un tout pour des usages dans le monde rel avec sa diversit et ses alas. Cest linteraction homme-machine systmique. Les mthodes de conception, les architectures logicielles de systmes interactifs, les botes outils et les gnrateurs dIHM relvent de lInteraction Homme-Machine systmique. Le problme de ladaptation peut tirer profit de ces deux courants. Illustrons notre propos avec lexemple de lobjectif humain suivant : indiquer au systme le choix dune valeur parmi N possibilits.

  • Titre du chapitre 3

    Lapparition conjointe de la souris et des crans points a rendu possible la mise en uvre du concept de menu graphique linaire invent pour servir dextension la mmoire court terme : il est plus facile pour lhumain de reconnatre une valeur parmi N que de la retrouver ex nihilo [NOR 79]. Sappuyant sur la loi de Fitts (explique et exploite dans [CAR 83]), on cre ensuite le menu circulaire qui permet de rduire le temps de slection dun lment sous rserve que le menu comporte au plus 8 lments. Puis, les smart phones introduisent de nouvelles contraintes. Mais, grce aux capteurs de mouvements, de nouvelles opportunits dinnovation sont offertes : le menu Wavelet permet dafficher des listes hirarchiques sur une petite surface [FRA 10] ou un menu linaire se mtamorphose en feuillets 3D lorsque lutilisateur incline le tlphone (voir Figure 9.1). Sur les tables interactives multipoints, chaque doigt de la main vient servir de point dentre au menu MTM [BAI 08], comme les accords que lon forme avec les touches dun piano [BAU 10]. Si la projection dinformations a lieu sur un mur alors lombre du doigt, plutt que le doigt, permet de dsigner la cible hors de porte [SHO 07] ou encore un pico-projecteur sert la dplacer vers soi pour la manipuler [CAO 06].

    Ces exemples montrent que la recherche en IHM pointe fine a su dcliner le concept de menu au fur et mesure de lapparition de nouvelles ressources dinteraction mais sans se proccuper de son intgration dans les systmes. En complment, une approche systmique de lIHM comme la recherche sur ladaptation des interfaces homme-machine vise produire des systmes interactifs capables de faire appel la forme de menu la plus approprie la situation en sorte que lutilisateur atteigne ses objectifs (dans notre exemple, choisir une valeur parmi N) dans les meilleures conditions.

    Figure 9.1 : Dclinaison du menu. De gauche droite et de haut en bas : le menu Wavelet sur tlphone mobile [FRA 10], Menu polymorphe 2D/3D, MTM (Menu MultiTouch) pour

    table interactive multipoints [BAI 08], Shadow Reaching : slection de cible avec son ombre [SHO 07].

  • 4 Titre de louvrage

    Ladaptation des IHM est donc un problme qui exige la fois des connaissances pointues en Interaction Homme-Machine mais aussi des savoirs sur les systmes interactifs dans leur ensemble, dpassant le domaine de lInteraction Homme-Machine pour aller piocher dans de nombreux aspects de linformatique, Gnie Logiciel et systmes rpartis notamment. Si, comme nous le montrons dans ce chapitre, le Gnie Logiciel et les systmes rpartis traitent de ladaptation des logiciels, le facteur humain en est souvent exclu. Cest la raison pour laquelle, en 1999, nous avons introduit le concept de plasticit des interfaces homme-machine pour qualifier ladaptation centre utilisateur [THE 99]. Cest lobjet de ce chapitre que nous structurons en deux grandes parties : lune pour dfinir avec prcision le concept de plasticit des IHM et son espace problme (section 9.2), lautre, en deux volets, consacre la mise en uvre technique : les cadres de rfrence (sections 9.3 et 9.4) et nos recommandations de mise en uvre (section 9.5). Nous concluons sur les acquis et les problmes ouverts.

    9.2. Plasticit : dfinitions et espace problme

    La plasticit de linterface homme-machine dun systme interactif dnote la capacit dadaptation de cette interface au contexte dusage pour en prserver lutilit et lutilisabilit [THE 99] et, par extension, la valeur [CAL 07] tout en accordant lutilisateur les moyens de contrle adquats [COU 06].

    Avant de reprendre en dtail les lments clefs de notre dfinition (capacit dadaptation en 9.2.2, contexte dusage en 9.2.3, contrle utilisateur en 9.2.4, et utilit-utilisabilit-valeur en 9.2.5), il convient de nous attarder en 9.2.1 sur une proprit voisine : llasticit.

    9.2.1. Plasticit et lasticit

    Le domaine de linformatique en nuage ( cloud computing ) utilise lasticit pour dsigner la capacit du nuage fournir des services volutifs en sorte de rpondre de manire ajuste, par exemple, des demandes de monte en charge2. En sciences conomiques, llasticit dsigne la facult dadaptation dun phnomne conomique des influences extrieures. En statistique, il sagit du rapport des accroissements de deux variables. Ce concept est tudi galement en physique, en biologie, et en dautres domaines.

    2 Elasticit, dfinition du NIST : capabilities can be rapidly and elastically provisioned, in some cases automatically, to quickly scale out and rapidly released to scale in. To the consumer, the capabilities available for provisioning often appear to be unlimited and can be purchased in any quantity at any time (http://csrc.nist.gov/groups/SNS/cloud-computing/)

  • Titre du chapitre 5

    En rsistance des matriaux, un corps solide lastique se dforme sous leffet dune charge mais, aprs dcharge, il reprend intgralement sa forme initiale [FRA 92]. Lapplication dune charge suprieure la limite dlasticit du solide provoque, soit une rupture brutale quasi sans dformation pralable (cas des matriaux fragiles), soit une dformation permanente dite dformation plastique (cas des matriaux ductiles) qui vient prolonger lintgrit du matriau. Le systme nerveux des mammifres, dont on dit quil est plastique, est capable de modifier son rseau de connexions synaptiques pour circonvenir une lsion.

    Cette brve analyse de la terminologie formalise dans des disciplines tablies comme la physique, nous fait opter pour le terme plasticit des IHM qui perptue la disponibilit au-del des limites de llasticit, incluant mme la facult dautorparation.

    Figure 9.2 : Un espace problme pour la plasticit des IHM.

    Redistribution

    Moyens dadaptation

    Remodelage

    Interacteur Espace de

    dialogue

    Total

    Granularit des composants IHM

    Granularit de ltat de reprise

    Dploiement de lIHM

    Couverture des espaces technologiques (ET)

    Meta

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