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Françoise Breton - 12/08/2011

Révolutionner le rapport entre l’homme et la machine

Manipulation moléculaire via écran multi-touch  Equipe-projet Mint - © Inria/ Photo Kaksonen

Depuis une dizaine d’années, les recherches en interaction homme machine (IHM) explosent. De l’écran tactile multi-points à l’aide aux personnes handicapées et aux supports à l’interprétation des grands volumes de données, ces recherches visent à révolutionner le rapport entre l’homme et la machine. Inria a investi le domaine avec 5 équipes qui font aujourd’hui de l’institut l’un des grands centres de recherche sur l’interaction Homme-Machine. 

« Jusqu’au milieu des années 1990, l’informatique était pilotée par des ingénieurs et des matheux pour qui un programme réussi est un programme fiable qui ne bug pas. » explique Jean-Daniel Fekete , président de l’association francophone d’interaction homme machine (AFIHM) et responsable de l’équipe Aviz. « La relève a été prise par les industriels qui vendent les logiciels : ils ont réalisé qu’un produit facile d'utilisation se vend beaucoup mieux qu’un produit plus sophistiqué qui demande un effort de formation conséquent et une vraie prise en main.»

Jean-Daniel Fekete, Président de l'association francophone d'interaction homme-machine (AFIHM) et responsable de l'équipe Aviz

Une aubaine pour les chercheurs en interaction depuis longtemps convaincus... mais qui ne parvenaient pas à se faire entendre. « L’IHM  s’intéresse au système couplé homme+machine dans son ensemble. Il s’agit d’accroître les capacités physiques, cognitives et de communication de l’utilisateur dans sa vie quotidienne en rendant transparents les modes d’interaction. Cela suppose de faire des systèmes plus adaptés aux capacités physiques, cognitives et sociales dont disposent les humains. »

Des psychologues et des sociologues aux côtés des chercheurs

On ne sera donc pas étonné d’apprendre que ces chercheurs travaillent de manière très étroite avec des psychologues  et des sociologues.

  • Les psychologues étudient les caractéristiques et les limites de nos systèmes perceptifs (vision, ouïe, toucher, sensation musculaire) ou cognitifs (charge mentale, tâches parallèles, etc.) ou bien du contrôle de nos mouvements.
  • Les sociologues analysent la dynamique des communications, des réseaux sociaux et comment ils modifient le fonctionnement de l’entreprise et des organisations, mais aussi quelles sont les conditions qui font qu’une communauté humaine fonctionne ou non, dans le monde physique tout comme sur Wikipédia, Twitter, ou dans les communautés de logiciel libre.

Ces études permettent par exemple d’étendre le pointage, de façon naturelle pour l’utilisateur, à des mondes de très grande taille : sélectionner une étoile dans une galaxie ou une séquence d’ADN donnée dans un génome.

A ccroître les capacités physiques, cognitives et de communication de l’utilisateur dans sa vie quotidienne en rendant transparents les modes d’interaction

Un autre aspect bien visible de ces recherches concerne les interactions avec les robots destinés à aider l’homme dans des tâches difficiles ou bien les personnes âgées ou handicapées, voire à remplacer un membre défaillant."Il s’agit en quelque sorte d’assimiler le membre robot à un exosquelette qui étend les capacités de l’homme."

Mais le travail sur les interactions visent également à augmenter nos capacités cognitives au delà de ce que peuvent apporter aujourd’hui les capacités de calcul extraordinaires des ordinateurs. Ces modes d’interaction peuvent, par exemple, nous aider à comprendre les phénomènes abstraits et très complexes qui supposent d’interpréter d’énormes quantités de données. « Mon équipe s’appuie sur la capacité naturelle de l’œil à capturer instantanément des configurations complexes. Nous traduisons donc les très grands volumes de données abstraites en représentations graphiques accessibles à l’entendement. Nous améliorons ainsi notre connexion au monde virtuel.  

Inria acteur majeur dans la recherche sur l'interaction homme-machine

Aujourd’hui, cinq équipes Inria  couvrent la majorité des sujets traités dans le domaine de l'IHM. La plus ancienne, In-Situ créée en 2001, est très connue pour ses travaux sur le pointage, Aviz pour la visualisation interactive, Mint pour l’interaction basée sur les sensations tactiles, Iparla pour les interfaces 3D et le travail d’Anatole Lecuyer  (Bunraku) pour les interfaces cerveau machine. « En 10 ans, Inria est devenu un grand centre de recherche dans le domaine, identifié au niveau mondial.  » La raison de ce succès ? « Des projets rassemblant des chercheurs de qualifications différentes — ce qui permet la fertilisation croisée —, une ouverture sur l’international et l’organisation de la communauté francophone qui a rendu beaucoup plus visibles nos travaux dans ce domaine.  »

Une interface avec retour sensoriel

Nicolas Roussel, co-resonsable de l'équipe Mint

Nicolas Roussel,  co-responsable de l’équipe Mint

Près de 7 ans ont été nécessaires à l’équipe Mint (Inria, université de Lille1), regroupant électroniciens et informaticiens pour mettre au point le Stimtac, un pavé tactile (touchpad) capable de produire un retour lui-aussi tactile. Comment fonctionne-t-il ? Une vibration de très haute fréquence et de faible amplitude (donc non perçue) crée un film d’air qui fait que le doigt glisse plus facilement sur le support. La diminution ou l’arrêt de la vibration augmente le frottement et freine le doigt. « La particularité de ce dispositif est qu’il est intégré, qu’il consomme peu, est facilement transportable et ne fait pas de bruit  », souligne Nicolas Roussel. « C’est un avantage par rapport à son unique concurrent nord américain utilisant le même effet.  Il faut maintenant explorer les utilisations qui peuvent en être faites pour interagir avec la machine. Être capable de produire des sensations offre un canal supplémentaire pour faire passer de l’information mais on ne sait pas encore combien de niveaux de frottement l’homme est capable de distinguer.  »

L’équipe a présenté en mai un premier exemple d’utilisation à la principale conférence ACM sur l'interaction homme-machine, CHI. Ce travail y a été distingué d'une mention honorable après avoir obtenu le prix du meilleur article de la conférence francophone IHM en 2010. « La technique présentée facilite le pointage de petits objets en coupant la vibration à leur niveau, ce qui fait que le doigt accroche à cet endroit. Un atout du dispositif est que le retour tactile n’interfère pas avec le mouvement et n’est pas gêné par les objets intermédiaires.  »

 Les chercheurs travaillent sur de nouveaux dispositifs à base de dalles tactiles transparentes telles que celles utilisées pour les téléphones portables. Ils poursuivent également leurs travaux sur le pointage et présenteront un nouvel article sur ce sujet à la conférence UIST de l'ACM, en octobre prochain.

Mots-clés : Interaction homme-machine Ecran tactile Interfaces homme-machine

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