Conception et vérification formelles des interfaces homme-machine multimodales : applications à la multimodalité en sortie

Formal modelling and verification of multimodal human computer interfaces : output multimodality

• Auteur / Autrice : Linda Mohand Oussaïd
• Direction : Yamine Aït-Ameur, Idir Aït-Sadoune
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et applications
• Date : Soutenance le 16/12/2014
• Etablissement(s) : Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Informatique et d'Automatique pour les Systèmes / LIAS
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Girard, Christian Attiogbé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Kolski, Hassan Mountassir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse des systèmes

Systèmes, Conception de

B (méthode formelle)

Interaction humain-machine

Interfaces utilisateur (informatique)

Mots clés libres

Multimodalité en sortie

Raffinement

Preuve de théorème

Output multimodality

Refinement

Theorem proving

Résumé

Les interfaces homme-machine (IHM) multimodales offrent à l’utilisateur la possibilité de combiner les modalités d’interaction afin d’augmenter la robustesse et l’utilisabilité de l’interface utilisateur d’un système. Plus particulièrement, en sortie, les IHM multimodales permettent au système de restituer à l’utilisateur, l’information produite par le noyau fonctionnel en combinant sémantiquement plusieurs modalités. Dans l’optique de concevoir de telles interfaces pour des systèmes critiques, nous avons proposé un modèle formel de conception des interfaces multimodales en sortie. Le modèle proposé se décompose en deux modèles : le modèle de fission sémantique qui décrit la décomposition de l’information à restituer en informations élémentaires, et le modèle d’allocation qui spécifie l’allocation des modalités et médias aux informations élémentaires. Nous avons également développé une formalisation B Événementiel détaillée des deux modèles : fission sémantique et allocation. Cette formalisation a été instanciée sur des études de cas puis généralisée dans un processus de développement B Événementiel cadre dans lequel s’inscrivent les modèles de fission sémantique et d’allocation. Cette formalisation a permis de procéder à la vérification de propriétés de sûreté, de vivacité et d’utilisabilité.

Multimodal Human-Computer Interfaces (HCI) offer to users the possibility to combine interaction modalities in order to increase user interface robustness and usability. Specifically, output multimodal HCI allow system to return to the user, the information generated by the functional core by combining semantically different modalities. In order to design such interfaces for critical systems, we proposed a formal model for the design of output multimodal interfaces. The proposed model consists of two models: the semantic fission model describes the decomposition of the information to return into elementary information and the allocation model specifies the allocation of the elementary information with modalities and media. We have also developed a detailed Event B formalization for the two models: semantic fission and allocation. This formalization has been instantiated on case studies and generalized in an Event B development process framework including semantic fission and allocation models. This formalization allows to carry out safety, liveness and usability properties verification.