La recherche en Interaction Homme-Machine a produit de nombreuses techniques d'interaction pour améliorer l'utilisabilité des applications graphiques alors que les produits industriels n'en tirent que très rarement profit. Ce constat est dû à un manque d'outils pour faire des choix informés et mettre en oeuvre ces choix. Cette thèse propose trois outils utilisables en synergie pour favoriser l'adoption de techniques d'interaction avancées, depuis l'imagination d'une technique jusqu'à son implémentation. Le premier outil, Complexity of Interaction Sequences (CIS), est un modèle pour décrire une technique d'interaction et prédire son efficacité dans un contexte d'utilisation donné. Le niveau d'abstraction élevé de CIS en fait un outil utilisable en amont de la conception et de l'évaluation afin de pouvoir envisager plusieurs techniques et apprécier leur efficacité à moindre coût. Le second outil, Touchstone, est une plateforme pour aider à la conception d'expérimentations contrôlées. Son aspect exploratoire et son architecture modulaire permettent la réutilisation et facilitent la réalisation d'expérimentations contrôlées. Touchstone est non seulement destinée aux évaluateurs, mais également aux concepteurs grâce à sa fonction d'entrepôt de résultats empiriques. Enfin, SwingStates est une boîte à outils qui introduit un modèle de dessin et des structures de contrôle adaptées à la programmation de techniques d'interaction avancées. SwingStates est une extension de Java Swing, une boîte à outils largement utilisée pour le développement d'interfaces graphiques, et offre ainsi de nouvelles possibilités au développeur tout en restant dans leur cadre de travail habituel.

Le projet porte sur la communication homme-machine. Homme et machine sont pris comme deux espaces cognitifs distincts, naturel et artificiel. Quelle perception ont-ils l'un de l'aulre? Comment interagissent-ils? L'expression sonore constitue un point commun aux deux espèces. Cnidaria est une installation robotique interactive et immersive. Une communauté de robots occupent un territoire public. Le public peut interagir avec l'installation et entrer dans la représentation en usant d'un langage rudimentaire. Le spectacle se crée par la dynamique entre les interacteurs et un système informatique autonome et génératif

Les systèmes tutoriels intelligents (STI) sont un grand pas vers une réforme dans l'éducation. Ces systèmes offrent une souplesse d'enseignement que les autres aides pédagogiques informatiques n'ont pas. De ce fait, ils pourraient, s'ils sont bien intégrés dans un programme éducatif, décharger les professeurs pour qu'ils consacrent une attention particulière aux étudiants plus faibles. Les systèmes tutoriels intelligents atteignent cette souplesse grâce à la combinaison de sous-systèmes; l'un d'entre eux est la communication. Plusieurs recherches ont été effectuées dans ce sens notamment pour la communication en langage naturel. Cette communication peut être divisée en trois parties soit la compréhension du langage naturel, la génération de texte en langage naturel et la planification des dialogues. Cette dernière représente la base de ce type de communication. CTS (Cognitive Tutoring System) est un moteur de système tutoriel intelligent basé sur la conscience d'accès développée par le GDAC. CTS a été intégré à Canadarm Tutor pour son développement. Ce mémoire traite de l'ajout d'un système de planification du dialogue basé sur les travaux effectués sur Beetle. Dans un premier temps, plusieurs correctifs seront apportés au fonctionnement du Réseau des Actes pour tenter de stabiliser son comportement; d'autres amèneront le système plus près de ses fondements notamment l'ajout de la délibération. L'ajout du planificateur tel que décrit dans le STI de Beetle s'effectuera dans un second temps et utilisera l'architecture unique de CTS pour le faire. Cette combinaison d'architecture apportera plusieurs avantages et donnera un système de planification de dialogue générique et augmentable. ______________________________________________________________________________

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1997. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Cette thèse traite des technologies persuasives et plus particulièrement de leur adaptation, pour en optimiser l’efficacité et la pertinence auprès de l’utilisateur. Les technologies persuasives sont des technologies conçues pour modifier le comportement de leurs utilisateurs, sans utilisation de la coercition ni de la tromperie. L’étude de la persuasion technologique se caractérise par un grand nombre de techniques pour altérer le comportement de l’utilisateur, mais des méthodes pour mettrent en oeuvre ces technologies encoreperfectibles.Elles ont pour fondement la persuasion inter-personnelle, étudiée depuis plus de deux millénaires dans le champ de la rhétorique, de la philosophie, et plus récemment de la psychologie. Cette dernière discipline proposent des théories et modèles pour rendre compte et comprendre les processus à l’oeuvre dans le choix d’un comportement. Ces théories nous montrent en particulier que les situations persuasives sont complexes, variées, avec de nombreux facteurs d’influence. C’est pourquoi nous proposons la notion de technologies persuasives adaptatives, des technologies capables d’adapter leurs stratégies de persuasion à l’utilisateur dans son contexte. Pour mettre en oeuvre ces dispositifs, nous proposons dans un premier un modèle du contexte persuasif, c’est-à-dire de l’ensemble des contraintes qui influencent l’adoption d’un comportement cible par un individu et à un instant donnés. Chacune de ces contraintes est à la fois un critère d’adaptation et un levier d’action dans la quête persuasive de la technologie. Pour chacun de ces leviers, nous avons identifié les techniques de persuasion qui permettent de les actionner. Dans un second temps, nous avons caractérisé l’adaptation de la persuasion sur un espace problème autour de cinq axes : la finalité, la cible, les critères et la dynamique de l’adaptation, ainsi que le rôle joué par l’utilisateur dans ce processus. Enfin, nous avons montré l’intérêt de l’adaptation, et des outils précédemment cités, dans la mise en oeuvre d’un dispositif persuasif dédié à la régulation du temps d’usage du smartphone. / This thesis deals with persuasive technologies, and in particular adaptation of the persuasion in order to optimize efficiency and relevance of those technologies. Persuasive technologies are technologies design to change behaviors without using coercion or deception. Numerous techniques to shape user behavior but few and perfectible methods to design these technologies characterized the research domain of persuasive technologies.The background of persuasive technologies is the traditional interpersonal persuasion, studied for over two thousand years in rethoric, philosophy, and more recently psychology. This last discipline offers many theories and models to understand more precisely the process that determine human behaviors. These theories show in particular that persuasive situations are complex, varied, with many influence factors. That is why we propose the notion of adaptive persuasive technologies : technologies able to adapt their persuasive stategies to the user context. To design these products and services, we propose in the first place a model of the persuasive context, that is all the constraints that influence the practice of a targeted behavior by the user at a given time. Each constraint in the persuasive context is at the same time an adaptation criteria and an action lever for the adaptive persuasive technology. For each lever, we identify the persuasive principle that can be used to move it. In a second time, we propose a problem space that characterized the adaptation of the persuasion, thanks to five axis : the purpose, the target, the criteria and the dynamic of the adaptation, and the user role in the adaptation process. Finally, by making and assessing TILT, a persuasive application dedicated to smartphone usage regulation, we show that the adaptation of the persuasion, with the use of the persuasive contexte model and the problem space, benefits to the persuasive efficiency.

La gamification est le processus conduisant à l’emploi d’éléments de jeux adaptés au profil des utilisateurs dans des systèmes professionnels numériques afin d’accroître leur motivation, leur engagement avec un accent mis sur des interactions agréables voire de l’amusement. Ce concept récent questionne l’ergonomie, a fortiori dans un contexte professionnel. Il y a un besoin de définition, de mise en œuvre, d’évaluation et de réflexion sur ce qui engage l’utilisateur et sur son sens. L'expérience 1 analyse la perception de la gamification chez des concepteurs qui doivent identifier et catégoriser les éléments ludiques d’interfaces. Deux dimensions apparaissent : cosmétique et implicative. L'expérience 2 s’intéresse à la perception de la gamification chez des utilisateurs finaux avec un comparatif système gamifié / non gamifié. Les analyses révèlent que la gamification possède un impact primaire positif et un impact secondaire non désirable. Ensuite, un guide de conception est construit avec une description du processus de conception et une boîte à outils (principes généraux, arbres de décision, grille de conception). Il est validé lors de l’expérience 3 où des sujets doivent gamifier un système avec ou sans le guide. Les résultats indiquent qu’il favorise la fluidité, la flexibilité, l’originalité et l’élaboration. En définitive, ces travaux apportent des précisions conceptuelles et des clés de réflexion autour de l’idéologie de la gamification et des ressorts psychologiques employés pour engager, motiver mais aussi persuader, induire des comportements et contrôler. Pour finir, les suites à donner à ces travaux et l'avenir de la gamification sont abordés. / Gamification is the process of using game elements in professional digital systems, elements which are tailored to users’ profiles in order to increase their motivation and commitment with an emphasis on appealing, even amusing, interactions. This digital interface design modality questions ergonomics, especially when applied to professional contexts. Gamification needs to be defined, designed for and evaluated. Furthermore, the mechanism behind user commitment and the meaning of gamification needs to be carefully considered. The first experiment analyzes the perception of gamification by designers. They have to identify the ludic parts of gamification interfaces and then to categorize it. Two dimensions are identified: cosmetic and involvement. The second experiment analyzes the perception of gamification by end users through a comparison between gamified and non gamified versions of an interface. Analyses reveal that gamification has a primary impact, which affects positively the interaction, and an unwanted secondary impact. Then, a design guide is created which consists of a description of the design process and a toolbox (main principles, decision trees, design grid). It is validated through a third experiment: subjects, split into two groups (with / without the guide) are asked to gamify a system. The results show that the guide favors fluidity, flexibility, novelty and details. To conclude, this work provides conceptual details as well as a discussion about the ideological part of gamification and the psychological techniques, which are used to commit and motivate as well as to persuade, change behavior and control. Finally, next steps for research are suggested.

It is proposed to investigate the cognitive processes involved in assembly/disassembly tasks, and then to apply the findings to the design of 3D virtual environments (VEs). Virtual Environments are interactive systems that enable one or more users to interact with the simulation of objects and scenes usually in three dimensions, in a realistic fashion, by means of a set of computational techniques covering one or more sensory modalities (vision, touch, haptic, hearing, etc.). Often described as the ultimate direct manipulation interface, this technology seeks to make the interface eventually 'disappear' in order to provide users with a 'natural' mode of interaction. Virtual reality (VR) is the experience of being within a VE. One objective of the VR technology is indeed to exploit natural human behaviour without requiring any learning from their users [Fuchs2003], [Bowman2005]. Moreover, VEs are a stimulating field of research because they involve perceptually and cognitively novel situations [Burkhardt2003]. VEs also offer a large potential of innovative solutions to existing application problems. Among others, assembly tasks are a major focus for VEs [Boud2000], [Brooks1999], [Lok2003‐a], [Lok2003‐b], due to their numerous potential applications, such as assembly/disassembly of objects, scientific research (e.g., molecular docking [Ferey2009] etc.). The common feature in VEs is the use of representations and devices to support the users in handling and arranging several distinct elements in a three dimensional (3D) space under specific constraints. Most of the current devices and interaction techniques have focused on providing users with high‐fidelity sensory stimulations, rather than targeting real‐life or task‐centred functions associated with the corresponding interfaces. While many contributions have been made to the field of VR, there are only few empirical data that have been published. We believe that it is very unlikely that more adapted VEs and assistance to users' task - in the specific context of assembly tasks - will follow either just by chance [Brooks1999], by making repeated trials, by tuning what we already have at hand, or by more realistic sensory renderings, without any reference to the 'specific properties of the tasks' including its cognitive dimension. Consequently, a clear picture of the cognitive processes and constraints in real tasks involving spatial manipulation should lead to a significant enhancement of the users' interactions with VEs. This enhancement can be made by creating better or new guidance mechanisms (e.g., video feedback, object collision detection, or avoidance mechanisms) adapted to the users' goals and strategies. This project thus involves work both from the cognitive side and its implications on 3D interactions in industrial VEs. The objective of this doctoral work is to contribute to a better understanding of human factors (HF) - including performance and cognitive processes - related to assisting spatial 3D manipulation and problem‐solving in assembly/disassembly tasks in VEs. For that purpose, we compared performance and strategies of subjects while they solve a simplified spatial task requiring them to assemble pieces to form a specified shape in various conditions of interfacing actions in real and virtual environments. The assembly task chosen was neither very easy such as put peg‐in‐a‐hole type task, as in [Zhang2005], [Pettinaro1999], or [Unger2001], nor highly complex and specific, such as performing open heart or liver surgery [Torkington2001] (one whose results could be applied only to that specific kind of task). The chosen task was semi‐complex, in which the users were required to construct a 3D cube using seven rectangular blocks of different sizes and shapes. The methodology used had two tiers: real and virtual. For the chosen assembly task, a study was first conducted in real settings, which was to provide inspiration, input, and insight for the main experiment to follow. The main experiment that followed was similar in design, but the difference was that it was conducted in virtual settings. The experiment in virtual settings was conducted in three modalities - the classical keyboard‐mouse, the gestural modality, and the vocal modality.

This book addresses the problems of spoken dialogue system design and especially automatic learning of optimal strategies for man-machine dialogues. Besides the description of the learning methods, this text proposes a framework for realistic simulation of human-machine dialogues based on probabilistic techniques, which allows automatic evaluation and unsupervised learning of dialogue strategies. This framework relies on stochastic modelling of modules composing spoken dialogue systems as well as on user modelling. Special care has been taken to build models that can either be hand-tuned or learned from generic data.

Ce mémoire accompagne la création et la présentation de l'environnement sonore interactif Tontauben. Ce projet visait la production d'un environnement exploitant le potentiel interactif des actions humaines sur des objets physiques et plus précisément la transformation de leur déplacement en événements sonores à l'intérieur d'un espace de présentation. En s'inspirant d'articles scientifiques, d'oeuvres phares en art technologique et se référant à des auteurs dont les préoccupations abordent des questions de pointes en art, en interactivité, en cybernétique et en communication l'auteur a tenté de préciser les modalités permettant la mise en place d'un environnement s'adressant à l'esprit créatif du grand public et à son goût du jeu. Enfin, le projet visait également l'élaboration d'un environnement favorable à l'émergence d'une collectivité spontanée d'interacteurs. Ce mémoire présente les intentions initiales du projet Tontauben, la vision conceptuelle de son créateur, la génétique du projet, sa mise en espace, son approche esthétique, une démarche d'enquête effectuée auprès d'un groupe cible, les changements à apporter à la proposition initiale et enfin, les retombées de cette recherche sur les projets subséquent de son créateur. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Environnement interactif, Algorithmes sonores, Jeu, Positionnement spatial.

La télévision n’a cessé de se populariser et d’évoluer en proposant de nouveaux services. Ces services de plus en plus interactifs rendent les téléspectateurs plus engagés dans l’activité télévisuelle. Contrairement à l’usage d’un ordinateur, ils interagissent sur un écran distant avec une télécommande et des applications depuis leur canapé peu propice à l’usage d’un clavier et d’une souris. Ce dispositif et les techniques d’interaction actuelles qui lui sont associées peinent à répondre correctement à leurs attentes. Afin de répondre à cette problématique, les travaux de cette thèse explorent les possibilités offertes par la modalité gestuelle pour concevoir de nouvelles techniques d’interaction pour la télévision interactive en tenant compte de son contexte d’usage.
Dans un premier temps, nous présentons le contexte singulier de l’activité télévisuelle. Puis, nous proposons un espace de caractérisation des travaux de la littérature cherchant à améliorer la télécommande pour, finalement, nous focaliser sur l’interaction gestuelle. Nous introduisons un espace de caractérisation qui tente d’unifier l’interaction gestuelle contrainte par une surface, mains libres, et instrumentée ou non afin de guider la conception de nouvelles techniques. Nous avons conçu et évalué diverses techniques d’interaction gestuelle selon deux axes de recherche : les techniques d’interaction gestuelle instrumentées permettant d’améliorer l’expressivité interactionnelle de la télécommande traditionnelle, et les techniques d’interaction gestuelles mains libres en explorant la possibilité de réaliser des gestes sur la surface du ventre pour contrôler sa télévision. / Television has never stopped being popularized and offering new services to the viewers. These interactive services make viewers more engaged in television activities. Unlike the use of a computer, they interact on a remote screen with a remote control from their sofa which is not convenient for using a keyboard and a mouse. The remote control and the current interaction techniques associated with it are struggling to meet viewers’ expectations. To address this problem, the work of this thesis explores the possibilities offered by the gestural modality to design new interaction techniques for interactive television, taking into account its context of use.
More specifically, in a first step, we present the specific context of the television usage. Then, we propose a litterature review of research trying to improve the remote control. Finally we focus on gestural interaction. To guide the design of interaction techniques based on gestural modality, we introduce a taxonomy that attempts to unify gesture interaction constrained by a surface and hand-free gesture interaction.
Therefore, we propose various techniques for gestural interaction in two scopes of research : gestural instrumented interaction techniques, which improves the traditional remote control expressiveness, and hand-free gestural interaction by exploring the possibility o performing gestures on the surface of the belly to control the television set.