From surface to surface -Transformations de surface tactile pour l'interaction incarnée dans le cockpit - ENAC - École nationale de l'aviation civile Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

From surface to surface - Touch surface shape changes for embodied interaction in the cockpit

From surface to surface -Transformations de surface tactile pour l'interaction incarnée dans le cockpit

Résumé

La « surface », dans les systèmes interactifs tactiles est à la fois le support du toucher et de l’image. Alors que les surfaces tactiles se sont progressivement transformées dans leur épaisseur, forme ou rigidité, la modalité d’interaction se limite, comme sur les premiers dispositifs, à une mise en contact simple du doigt avec l’écran dans un geste qui feint de manipuler ce qui est affiché. Le sens du toucher, même pour des dispositifs tactiles intégrés dans des systèmes critiques comme dans l’aéronautique ou l’automobile, reste essentiellement sollicité en tant que prolongement de la vision, pour pointer et contrôler. Alors que les théo- ries de la phénoménologie de la perception, de la perception écologique et des interactions tangibles et incarnées reconnaissent l’importance du corps, de la motricité et des interactions avec l’environnement dans les phénomènes percep- tifs, il paraît réducteur de continuer à considérer la vision comme sens premier et principal de l’interaction tactile. Nous pensons que la transformation dynamique de la forme physique de l’inter- face tactile est un moyen efficace pour réincarner l’espace d’interaction tactile en utilisant mieux les capacités motrices des utilisateurs ainsi que leurs habi- letés à négocier, manipuler et s’orienter dans leur environnement. A partir d’une caractérisation des risques potentiels liés au développement des interactions tactiles dans le contexte d’un cockpit d’avion de ligne (augmentation de la charge cognitive, sur-sollicitation du canal visuel, altération de la conscience de la si- tuation, etc.), nous explorons les apports d’une interface tactile à changement de forme pour améliorer la collaboration pilotes-système au travers de la con- ception, la fabrication et l’évaluation de trois prototypes fonctionnels. Avec l’étude qualitative et quantitative du prototype GazeForm, nous montrons que le changement de forme d’une surface tactile en fonction de la position du regard permet de diminuer la charge de travail, améliorer la performance, ré- duire les mouvements oculaires et améliorer la distribution de l’attention vi- suelle comparativement à un écran tactile classique. Par l’élaboration du concept Multi-plié nous mettons en évidence les dimensions et propriétés de la transformation par pliure d’une surface d’affichage interactive. Avec les évalua- tions qualitatives de deux dispositifs illustrant le concept, le premier présentant une série d’écrans tactiles articulés et le deuxième une surface d'affichage tac- tile « plissable », nous démontrons qu’une surface tactile continue pliable offre un support pertinent à l'interaction incarnée et permet d’augmenter la sensa- tion de contrôle pour la gestion d’un système critique. Enfin, pour généraliser la connaissance produite à d’autres contextes d’usages présentant une forte division de l’attention visuelle (conduite automobile, salle de contrôle, appareil tactile portable en mobilité) nous proposons un espace de conception pour les interfaces tactiles reconfigurables.
The "surface" in interactive touch systems is both the support of touch and im- age. While over time touch surfaces have been transformed in their thicknesses, shapes or stiffness, the interaction modality is still limited, as on the first de- vices, to a simple contact of the finger with the screen in a gesture that pretends to manipulate what is displayed. The sense of touch, even for touch devices in- stalled in critical systems, such as in the aeronautics or automotive fields, re- mains mainly used as an extension of vision, to point and control. While the theories of the phenomenology of perception, ecological perception and tangible and embodied interactions recognize the importance of the body, motor skills and interactions with the environment in perception-action phenomena, it seems simplistic to consider vision as the first and main sense of touch interac- tion. We believe that dynamic transforming the physical form of the touch interface touch interface physical form is an effective way to reembodied the touch inter- action space by making better use of users' motor skills and their ability to ne- gotiate, manipulate and orient themselves in their environment. Based on a characterization of the potential risks induced by the development of touch-based interfaces in the context of airliner cockpits (increase cognitive load, overload of the visual channel, alteration of situational awareness, etc.), we explore, through the design, manufacture and evaluation of three functional prototypes, the contributions of a touch interface with dynamic shape change to improve pilots-system collaboration. With the qualitative and quantitative study of the GazeForm prototype, we show that changing the shape of a touch surface according to the position of the gaze makes it possible, compared to a conventional touch screen, to reduce the workload, improve performance, reduce eye movements and improve the distribution of visual attention. By developing the Multi-plié concept we highlight the dimensions and properties of the folding transformation of an interactive display surface. With the qualitative evalua- tions of the two devices illustrating the concept, the first presenting a series of articulated touch screens and the second a "pleatable" touch display surface, we demonstrate that a foldable continuous touch surface provides relevant support for embodied interaction and increases the feeling of control for the management of a critical system. Finally, to generalize the knowledge produced to other contexts of use with a strong division of visual attention (driving, control room, portable touch device in mobility) we propose a design space for reconfigurable touch interfaces.
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tel-02169432 , version 1 (09-07-2019)
tel-02169432 , version 2 (02-09-2019)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02169432 , version 1

Citer

Sylvain Pauchet. From surface to surface -Transformations de surface tactile pour l'interaction incarnée dans le cockpit. Interface homme-machine [cs.HC]. ISAE - Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, 2019. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02169432v1⟩
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