Une notation et un processus outillé pour le développement de systèmes interactifs multimodaux critiques

par Jean-François Ladry

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Philippe Palanque.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .

mots clés

• Systèmes interactifs
• Modélisation
• Description formelle
• Technique d'interaction
• Systèmes critiques
• Fiabilité
• Utilisabilité
• Multimodalité
• Multimédias interactifs
• Systèmes d'aide à la décision
• Analyse des systèmes
• Fiabilité

Résumé

Cette thèse s'intéresse aux systèmes interactifs critiques et présente une approche permettant de prendre en compte de façon synergique les aspects fiabilité et utilisabilité. En effet, dans le cas des systèmes interactifs critiques, des problèmes d'utilisabilité peuvent réduire les performances de l'opérateur, être source de confusion et de frustration et entraîner des erreurs. De même, des problèmes de fiabilité peuvent entrainer des défaillances lors de l'opération du système. Comme le montrent les études dans le domaine, ces défaillances et ces erreurs sont les principales causes d'incidents ou d'accidents. Pour augmenter la bande passante entre l'utilisateur et le système, les activités d'innovation dans le domaine de l'IHM proposent des nouveaux systèmes d'entrée sortie et des techniques d'interaction plus sophistiquées telles que l'interaction multimodale. Bien qu'un effort important soit entrepris actuellement par le domaine de l'IHM en vue d'appliquer et d'étendre les techniques actuelles d'évaluation d'utilisabilité pour ces nouvelles techniques d'interaction, peu de recherches ont été réalisées pour garantir la fiabilité des applications offrant de telles techniques d'interaction. Les processus de conception itératifs contribuent à l'utilisabilité du système par validation successive des prototypes avec les opérateurs mais au détriment de la fiabilité du système final par l'absence de conception globale et structurée. Notre approche est fondée sur une notation formelle et sur un processus de développement mettant en œuvre cette notation. L'utilisation d'une notation formelle fournit aux différents acteurs de la conception et du développement un langage de communication précis et non ambigu, sur lequel il est possible d'appliquer des méthodes et des techniques de vérification de propriétés. Pour la partie notation, le travail présenté ici est fondé sur le formalisme ICO qui était préexistant à ce travail de thèse. . .

Titre traduit

A notation and a tool sopported process for designing multimodal interactive critical systems

Résumé

This thesis focuses on critical interactive systems and presents an approch to take into account synergistically reliability and usability. Indeed, in critical interactive systems, usability problems can reduce the performence of the operator, be a source of confusion and frustration and lead to errors. Similarly, reliability problems can cause failures in system operation. As shiwn by studies in the field, thesefailures and the causes of incidents or accidents. To increase the bandwidth between the user and the system, the innovation activities in the field of HCI provide new input-output systems and more sophisticated interaction techniques sush as multimodal interaction. Although a significant effort is being undertaken by the field of HCI to implement and extend current technique of usability evaluation for these new interaction technique, few research has been conducted to ensure the reliability of applications offering such interaction techniques. TThe iterative design process contributes to the usability of the system by successive validation of the prototypes with the operators but to the detriment of the reliability of the final system by the absence of comprehensive and structured design. Our approach is based on a formal notation and a development, process implementing this notation. Using a formal notation provides to the different actors in the design and development, a precise and unambiguous communication language, on which it is possible to apply methods and techniques for property verification. For the notation part, the work presented here is based on the ICO formalism that was existing before this thesis. The contribution of this work is a systematic approach to not only describe the advanced interaction techniques but also to respond to both problems of reliability and usability. . .