[PDF] Modélisation et conception dune plateforme pour linteraction

View - Download Modélisation et conception dune plateforme pour linteraction

Previous PDF

Next PDF

>G A/, i2H@yy3y893d ?iiTb,ffi?2b2bX?HXb+B2M+2fi2H@yy3y893d

K#BMi2

:iM S`mpQbi hQ +Bi2 i?Bb p2`bBQM,

LLUH kyRjS8RRkyRTX i2H@yy3y893T

ÉCOLE DOCTORALEG·H1)250$7H48( G( 3$5H6-

Informatique

THÈSE

soutenue le

Gaëtan PRUVOST

0RGpOLVMPLRQ HP ŃRQŃHSPLRQ G·XQH SOMPHIRUPH

SRXU O·LQPHUMŃPLRQ PXOPLPRGMOH GLVPULNXpH HQ intelligence ambiante

Directeur de thèseYacine Bellik

Composition du jury

Président du jury

Rapporteurs

Examinateurs 3URIHVVHXU 8QLYHUVLPp G·8OP $OOHPMJQH

Page 2

Page 3

RESUME

Cette thğse s'inscrit dans le domaine de l'intelligence ambiante et de l'interaction homme- d'interfaces homme-

contedžte d'interaction dans les enǀironnements ambiants. Les traǀaudž de recherche

notamment de la réutilisation de techniques d'interaction multimodales et multi- proposer, dans la seconde phase, une nouǀelle approche pour la conception d'IHM composants logiciels qui construisent dynamiquement u rmet d'identifier les diffĠrents de ces composants. Nous proposons un algorit de recherche dans le cadre de l'IHM en informatique ambiante.

Page 4

Page 5

ABSTRACT

This thesis deals with ambient intelligence and the design of Human

Page 6

Page 7

REMERCIEMENTS

fait dĠcouǀrir le domaine de l'Ambiant et plus généralement, m'as , professeur ă l'uniǀersitĠ de Valenciennes, manusc rofesseur ă l'uniǀersitĠ d'Ulm,

J'ai beaucoup

appris de m'aǀoir permis de rĠaliser cette thğse.

Je remercie

tous ces bons moments passĠs autour d'un repas, d'un café ont su m'insuffler et ă l'attachement dont tu as fait preuve Tu m'as Ġgalement offert le plus beau des cadeaudž, de m'aǀoir innocemment l'instant famille, pour m'avoir comme l'un des leurs m'est précieuse

Page 8

Page 9

A Marie

Le petit prince, Antoine de Saint

Page 10 Page 11

TABLE DES MATIÈRES

RESUME

ABSTRACT................................

REMERCIEMENTS

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

AVANT-PROPOS

PARTIE A ETUDE DE LA CONCEPTI''ANT

CHAPITRE I 'INTELLIGENCE AMBIANT

INTRODUCTION GENERALE

TERMINOLOGIE

APPLICAT

CONCLUSION

CHAPITRE II PROBLEMATIQUES ASSOCI'AMBIANT

CONFIGURATION TECHNOL

CONSEQUENCES POUR L'IHM

QUESTIONS ETHIQUES

CONCLUSION

CHAPITRE III CONCEPTION D'NTERFACES HOMME-ACHINE DANS L'MBIANT

METHODOLOGIE DE LA CO

TECHNIQUES D'INTERACTION ET METAP'AM

Page 12

TERMINOLOGIES DES APP

CONCLUSION

CHAPITRE IV MODELES D'ARCHITECTURES POUR L

LES ARCHITECTURES POU'IHM

ARCHITECTURES POUR LEIHM -MEDIAS

ARCHITECTURE POUR LA 'IHM

ARCHITECTURES POUR LA'IHM

COMPARAISON DES ARCHI'IHM

CONCLUSION DE LA PARTA

E

ERSPECTIVES

PARTIE B 'MARCHE DE CONCEPTION

CHAPITRE V MOTIVATIONS ET DE

NOTRE VISION DE L'AMBIANT

EXPRESSION DES BESOIN'IHM

DAME UNE METHODE DE CONCEP'ASSOCIATION DE COMPO

CONCLUSION

CHAPITRE VI LE MODELE D'ANALYSE ERGONOMIQUE

LES TROIS DIMENSIONS

LES NIVEAUX DE LANGAG'IHM

LA THEORIE DES MODALI

LES BESOINS DE L'UTILISATEUR

CONCLUSION

CHAPITRE VII LE MODELE 'ARCHITECTURE

COMPOSANTS ET COMPOSI

VUE D'ENSEMBLE DE L'ARCHITECTURE DANS DAME

DETAIL DES COMPOSA

ANALYSE DE CAS - MODELISATION D'UNE INTERFACE GRAPHI

LIENS ENTRE LES MODEL

Page 13

CONCLUSION

CHAPITRE VIII MODELE COMPORTEMENTAL'ADAPTATION DE L'INTERFAC

SELECTION, INSTANCIATION ET ADAP'IHM

LES ETAPES DE L'ALGORITHME

CONCLUSION

CHAPITRE IX EXEMPLES D'APPLICATIONS DE L'APPROCHE DAME

RECONFIGURATIONS MULT-MEDIAS ET REDISTRIBU

MODELISATION DE TECHN'INTERACTION POST-

SATISFACTION DES BESO'IHM

CONCLUSION DE LA PARTB

PARTIE C IMPLEMENTATION ET VA

CHAPITRE X IMPLEMENTATION D'UN SYSTEME D'INTERACTION AMBIANT

LE NOYAU DECISIONNEL

LE CONTENEUR DE COMPO

ARCHITECTURE DU SYSTE'INTERACTION AMBIANT

CHAPITRE XI ETUDE DE L'ACCEPTATION UTILISAT'IMPACT SOCIAL DAN

ATRACO

VISION & ARCHITECTURE DU SYSTE

SPECIFICITES DE L'AGENT D'INTERACTION DANS ATRACO

OUTILS DE SIMULATION

FORMAT DE L'EVALUATION UTILISATE

CONCLUSION DE LA PARTC

CONCLUSION ET PERSPE

ONTRIBUTIONS

ERSPECTIVES

ONCLUSION

ANNEXES

Page 14

ANNEXE A ʹ FORMALISATION DES DIAOMT

ANNEXE B ʹ EXEMPLE DE CRITERE NO-ELECTIF

ANNEXE C ʹ SYNTAXE DE JESS

ANNEXE D ʹ REPRESENTATION DE OWL JESS

ANNEXE E ʹ NOTATION SIMPLIFIEE APOJO

BIBLIOGRAPHIE

Page 15

LISTE DES FIGURES

Figure 1 -

- Relations entre les reprĠsentations du designer et de l'utilisateur - Edition d'une configuration multi- - Modğle CAMELEON pour l'approche IDM de l'IHM adaptatiǀe, adaptĠ de (Calǀary et al. 2003) - d'arbre CTT pour le retrait d'argent ă un distributeur - Architecture d'une sphğre d'actiǀitĠ dans ATRACO (edžtrait de (Heinroth et al. 2011)) Page 16 - 'un algorithme de planification, edžtrait de (Gabillon et al. 2011) -Acteurs et cycle de construction d'une interface - Vue composite du modğle architectural d'une chaine d'interaction Page 17 Etapes de lΖalgorithme d'application du modğle comportemental IHM racine unique EnumĠration des solutions possibles dans un graphe d'instanciation - Algorithme d'identification des chaines d'interaction (Ġtapes A et B) tactile+clavier - RĠalisation d'un lecteur d'Ġcran pour personnes malǀoyantes Page 18 - Concepts de l'ontologie d'interaction dans ATRACO

Describe

ran de l'Ġditeur de rğgles Behave

Simulate

Simulate

- Modğle du domaine d'application bancaire - Distribution des poids des cas d'utilisation dans le graphe des besoin de l'application multimédia Page 19

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 - Comparaison des structures des architectures d'IHM - Comparaison des capacitĠs d'adaptation des architectures d'IHM - Comparaison des capacitĠs d'Ġǀolution des architectures d'IHM -modes et périphériques d'entrées/sorties d'une machine et exemples de canaux de - Description des ǀignettes de l'Ġǀaluation par les utilisateurs - CapacitĠs d'adaptation de DAME - CapacitĠs d'edžtension de DAME - Edžemple de crĠation d'un composant iPOJO Page 20 Page 21

AVANT-PROPOS

La par les programmateurs des machines ă laǀer, un nombre grandissant d'objets de la ǀie

télĠcommunications, change nos habitudes de ǀie. L'ordinateur, autrefois machine dĠdiĠe ă

en calculateur universel devant simplifier nos vies quotidiennes. La mobilité a ǀision d'une machine isolĠe et indĠpendante. Un changement de paradigme s'opğre ǀers quotidiennes. ne (IHM). L'interaction dans les environnements ambiants devient contextuelle et distribuée. Elle est caractérisée par situations qui résultent de cette évolution font émerger un nouveau besoin les serǀices et applications supportĠs par les ressources disponibles dans l'enǀironnement. capacités du systğme et de la nature de l'enǀironnement ambiant. Toutes ces composantes globalité. La gestion de l'interaction dans les enǀironnements ambiants doit prendre en système à combiner, de façon opportuniste, un ensemble de ressources disponibles et à Notre traǀail autour d'un systğme de gĠnĠration d'IHM dans un enǀironnement ambiant Page 22
) propose une ǀue d'ensemble des recherches menĠes depuis terminologie et ses applications. Cette analyse nous permettra de mettre en exerg méthodes employées pour concevoir des IHM riches et innovantes, et notamment des IH

edžistantes dans l'Ambiant. A l'issue de cette Ġtude de l'Ġtat de l'art, nous edžtrayons un

) propose une dĠmarche de conception d'IHM, intitulée DAME a posteriori, dans 3 composants. dĠfinissent les diffĠrents niǀeaudž d'abstraction d'une IHM. Enfin, le modğle contexte. Il repose sur la rédaction de recommandations, appelées critères, pa reche

d'instancier les modğles et comportements dĠcrits dans la partie B. Elle s'accompagne

d'interaction ambiants. Une edžpĠrience auprğs d'utilisateurs finaudž a ĠtĠ conĕue ă partir de

cette implémentation dans le cadre du projet de recherche européen ATRACO1 Le mĠmoire se termine par une conclusion sur l'apport de nos traǀaudž dans le domaine de 1 Page 23
Page 24
Page 25

Partie A

TUDE DE LA CONCEPTIOǯ

ǯMBIANT

Nous prĠciserons tout d'abord le contedžte de notre Ġtude en dĠfinissant l'intelligence

ambiante dans le chapitre I. Nous définirons ce concept et ses caractéristiques et homme s'adresse Ġtudions dans le chapitre IV. A l'issue de ce chapitre, nous proposons une comparaison des architectures existantes et en déduisons les limites des systèmes actuels. L'ensemble de nos conclusions est rĠsumĠ ă la pour la proposition d'une nouǀelle approche de conception d'IHM dans Page 26

Chapitre I

ǯINTELLIGENCE AMBIANT

L'intelligence ambiante est un domaine de recherche ǀaste et audž applications ǀariĠes. présenterons, dans un premier temps, une introduction rapide aux fondements de ce applications.

I.1 INTRODUCTION GENERALE

Entre les années 2000 et 2010, nous avons pu vo d'ORDINATEUR PERSONNEL personal computer, ou PC) et d'IN comme mobile pour des raisons de poids, d'autonomie, mais Ġgalement d'usage. En effet, ces usages. Les terminaux mobiles sont rarement éteints. Ils restent en veille, disponib informatique ambiante cherchen hommee, elle edžplore Ġgalement les liens entre l'Homme et son

Figure

Page 27
FIGURE 1 ʹ L'INTELLIGENCE AMBIANT3 : 'UTILISATEUR, 'INFORMATION ET 'ENVIRONNEMENT accessible aujourd'hui. Si l'on edžtrapole les conjectures de Moore ă propos de la miniaturisation des processeurs, on peut envisager un avenir proche dans lequel brièvement décrire.

I.1.1 ǯINFORMATIQUE

L'INFORMATIQUE UBIQUIT(Weiser 1993)

Ce domaine de recherche mise sur l'Ġǀolution des nanotechnologies et enǀisage la présence perpétuelle dans notre environnement quotidien, de capteurs discrets ou organisĠ ayant pour objectif d'adapter l'enǀironnement audž besoins de II.3 Page 28

I.1.2 ǯNTERNET DES OBJETS

L'INTERNET DES OBJETS (Van Kranenburg 2007)

L'internet des objets pose donc la question de la nature de cette représentation, de ce accessible à tout i- grące notamment au protocole d'adressage IPǀ6. On pourra ainsi connaitre son état et sa localisation à tout moment. de notre environnement avec leur représentation dans un monde virtuel (que celui ou toute autre structure permettant le partage d'informations). Pour les . D'un point de ǀue social, l'usage de tels objets interconnectés à travers le

I.1.3 MART THINGS

Dans la continuitĠ du thğme de l'internet des objets, la notion de smart things, parfois objets intelligents ou bien objets augmentĠs, se focalise sur l'ajout de capacitĠs ressources. dans le cas des smartbuilding (Snoonian 2003), l'objectif est d'utiliser smarts furniturereprésentent des appareils électroménagers augmentés. Ils smarts street furniture smart vehicles Page 29
smart things est trğs proche de celle d'internet des objets car elle se focalise

I.2 TERMINOLOGIE

Nous définissons, dans cette section, les termes employés dans le reste de ce document.

I.2.1 NTELLIGENCE AMBIANTE

Donner une définition claire et rigoureuse de l'intelligence ambiante n'est pas simple Ġtant donné le large spectre de techniques et de théories que recouvre ce domaine. Plusieurs positionne l'intelligence ambiante par la prise en compte du contedžte et l'adaptation la personnalisation audž prĠfĠrences de l'utilisateur la prise en compte de facteurs sociaux et une conscience de l'Ġtat courant de

2le soutien efficace et transparent apportĠ ă l'utilisateur dans la rĠalisation

participer à celui

2AmI is the effective and transparent support to the

Page 30
Cette dĠfinition justifie parfaitement l'emploi de l'edžpression INFORMATIQUE AMBIANTE.

AMBIANT

l'Intelligence Ambiante.

I.2.2 NVIRONNEMENT AMBIANT

Nous appellerons ENVIRONNEMENT AMBIANT

d'un systğme logiciel et matĠriel ǀisant ă rĠpondre audž objectifs et audž contraintes de

connectĠs au traǀers d'une plate-

ENVIRONNEMENT

en lieu et place d'enǀironnement ambiant.

I.2.3 NFORMATIQUE CONVENTI

au travers de plusieurs entités électroniques aux capacités variées.Il s'agit d'un

changement de paradigme qui implique une mutation des architectures informatiques. [IN.

I.2.4 NITE DE CALCUL ET PE

L'emploi du terme ͨ ͩ s'Ġtant gĠnĠralisĠ, il recouǀre diǀerses dĠfinitions. La plus

l'ordinateur personnel (ou PC). Pour éviter toute ambigüité, nous nous efforcerons de ne

La dĠstructuration de l'ordinateur en

une multitude de composants électroniques qui collaborent justifie le retour à une

UNITE DE CALCUL

L'ajout

3 Page 31

PERIPHERIQUES. Ce

périphériques qui sont enfo l'Ġmergence d'un

PERIPHERIQUES

l'enǀironnement (air conditionnĠ par edžemple).

I.2.5 ONCLUSION

Ceta l'aǀantage de recouǀrir la totalitĠ des types ͨ d'ordinateurs ͗ depuis le supercalculateur partagĠ par une multitude d'utilisateurs dans les

années en passant par l'ordinateur personnel, le tĠlĠphone portable ou la tablette tactile. A

; puis, ǀint l'ğre de informatiques, des étapes intermédiaires peuventse dĠgager comme l'illustre la Figure

n'edžiste pas rĠellement de consensus sur les annĠes charniğres de ces Ġtapes, tout

Page 32
FIGURE 2 ʹ DE L'INFORMATIQUE CENTRAL'INTELLIGENCE AMBIANT, (WALDNER 2007)

I.3 APPLICATIONS

ses activités quotidiennes. Nous distinguons 4 principauxdomaines d'application d

I.3.1 ǯMBIANT E

Il est difficile d'im

mobile, ces formes étant parfo secteur donné. Parmi ceux O'Hare Θ O'Grady 2008), un système multi Page 33
plus de poser des pro (passer de gouts littéraires à des gouts musicaux par exemple). Dans un modğle de l'utilisateur appelĠ Smart U problğme en s'appuyant sur des mĠthodes d'apprentissage ă base de noyaudž (algorithmes systèmes de recommandation trans la transparence des données acquises. Mais il est bien mieux accepté, et probablement plus

un guide personnalisĠ lors de la ǀisite de musĠes. Ce guide s'appuie sur les préférences

construire un parcours qui soit attractif. Un PDA est utilisé pour guider le visiteur tandis que

hautparleurs dissĠminĠs dans le musĠe. A l'approche du ǀisiteur, des informations

personnalisées lui sont proposées. Chaque utilisateur vit ainsi une expérience personnelle ǀarier d'une ǀisite ă l'autre. Un systğme similaire a ĠtĠ proposé, dans , pour la dĠcouǀerte interactiǀe d'une ǀille, systèmes peuvent être conçus dans une approche plus globale et donc qui peuvent être entre eudž ͗ celui de l'Ambiant ă domicile.

I.3.2 ǯMBIANT DANS LES FOYE

de ǀie depuis l'Ġmergence du marchĠ de l'ĠlectromĠnager de ces 50 derniğres annĠes.

pas au fantasme d'une automatisation des tâches ménagères. Ce concept va plus loin que la domotique. Il aborde le problème de la Page 34

sentiment d'ġtre chez soi, dans sa sphğre priǀĠe, peut donc ġtre perĕu diffĠremment ă

mesure que les tâches deviennent mobiles. Bien que ce ne soit pas son ambition initiale, la maison intelligente s'annonce donc comme un changement profond de nos modes de vie.

Les objectifs de la maison intelligente sont

Amélioration du confort

social en mettant à disposition de façon transparent Automatisation des tąches de maintenance et d'entretien

Optimisation de la consommation énergétique

effecteurs de la domotique peuǀent permettre de prĠǀoir et d'adapter la consommation énergétique, ce qui permet de faire des économies au niveau local

Amélioration de la sécurité

t camĠras antiǀol mais s'Ġtend ă la prĠǀention accidents se produisent, voire même au suivi médical des occupants. Maintien de personnes âgées ou handicapées à domicile teurs et effecteurs de l'ambiant permettent de surǀeiller l'Ġtat d'un patient à distance, de détecter les situations à risque et de maintenir un lien permanent aǀec le patient souffrant de perte d'autonomie. Cette perte peut ġtre mieudž accompagnée à domici dans le cadre de l'Ambiant. En l'Ġtat actuel des connaissances cependant, le concept de Smart Home

sur la crĠation de nouǀeaudž matĠriels pour mieudž perceǀoir l'enǀironnement. Mais dğs lors,

Page 35
est celle de la reconnaissance de certains motifs dans les habitudes de l'utilisateur ou bien dans les situations à risque. La reconnaissance de ces motifs (ou bien la reconnaissance d'un motif inhabituel) peut ġtre utilisĠe pour dĠclencher une action. Ainsi, la de contribuer ă l'innoǀation dans le domaine de l'intelligence artificielle (Augusto & Nugent permettant de contrôler les risques (incendie, monoxyde de carbone, chutes) a orienté les Smart Home vers le maintien à domicile de personnes e

d'autonomie grące ă l'Ambiant, crĠant ainsi une confusion aǀec la notion [Ambient

la Smart Home était plus générale et touchait à nos modes de vie. Nous allons

Ġtudier les spĠcificitĠs de l'AAL et plus gĠnĠralement, de l'usage de l'Ambiant dans le

domaine médical.

I.3.3 ǯMBIANT DANS LE DOMAI

Comme nous l'aǀons ǀu dans la section ci-dessus, l'application des concepts de l'Ambiant informations sont i comportements dangereux (incompréhension du mode de prise du médicament, oubli ou L'accent dans ce type de recherches est mis sur la prĠǀention (Haux 2006). L'intelligence ambiante apporte donc un meilleur environnement pour le d Page 36
pourraient, demain, rester chez elle tout en continuant de surveiller leur santé.

I.3.4 ǯINFORMATIQUE UNIVERS

Le terme d'ACCES UNIVERSEL universal access dans correspond services publics de façon égalitaire, un effquotesdbs_dbs10.pdfusesText_16

[PDF] 1 Architecture traditionnelle et réhabilitation au Maroc - RehabiMed

[PDF] Le matériel : architecture des ordinateurs - Limuniv-mrsfr

[PDF] Architecture matériel et logiciel 2

[PDF] Architectures Logicielles et Matérielles - Verimag

[PDF] Vers une architecture n-tiers

[PDF] Les réseaux Peer-to-Peer

[PDF] L 'architecture postale - La Poste

[PDF] Partie 1 : Architecture et communications Client/Serveur - Univ Lyon 1

[PDF] Architecture Traditionnelle Méditerranéenne Méthode RehabiMed

[PDF] La fabrication de l architecture en Tunisie indépendante : une

[PDF] l 'architecture traditionnelle en tunisie : l 'habitat rural - RehabiMed

[PDF] Etude d une architecture IP intégrant un lien satellite - OATAO

[PDF] Les règles de classement et d 'archivage des documents d 'entreprise

[PDF] LES RECHERCHES CONCERNANT L ALGERIE - Archives nationales

[PDF] métiers de l 'audiovisuel et du cinéma information et communication