Comprendre et concevoir l'interaction à retour tactile pour les tâches secondaires

Understanding and designing tactile feedback interaction for secondary tasks

• Auteur / Autrice : Adnane Guettaf
• Direction : Laurent Grisoni, Kathia Marçal de Oliveira, Yosra Rekik
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• Etablissement(s) : Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....)
• Jury : Président / Présidente : David Duvivier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Grisoni, Kathia Marçal de Oliveira, Yosra Rekik, Caroline Appert, Radu-Daniel Vatavu, Céline Coutrix, Matthieu Rupin, Michaël Wiertlewski
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Caroline Appert, Radu-Daniel Vatavu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces utilisateur (informatique)

Interaction humain-machine

Informatique mobile

Mots clés libres

Interaction homme-Machine

Interaction multimodale

Retour tactile

Information visuelle

Human-Computer interaction

Multimodal interaction

Haptic feedback devices

Visual information

Résumé

L’utilisation des dispositifs mobiles est en forte croissance grâce à l’interaction tactile, ce qui permet aux utilisateurs d’interagir différemment et dans divers contextes y compris quand l’utilisateur est en train de faire une autre tâche principale. En même temps, ces dernières années, l’interaction tactile a été enrichie par le retour tactile qui fournit l’utilisateur une information tactile au bout des doigts. Dans ce cadre, dans cette thèse, nous nous intéressons aux technologies ultrasoniques permettant aux utilisateurs de percevoir différentes textures et étudierons leur utilisation dans la réalisation des tâches secondaires sans impacter la tâche principale. D’abord, nous avons mis en place trois études utilisateur pour déterminer l’efficacité des textures tactiles dans des scénarios réels. Nous avons constaté que les utilisateurs sont capables d’utiliser et de reconnaître les textures tactiles en effectuant une activité physique. Ensuite, nous avons étudié l’impact d’une tâche principale qui sature l’attention ou qui est cognitivement exigeante sur la reconnaissance des textures tactiles. Nos résultats ont prouvé que les utilisateurs reconnaissent les textures dans de tels contextes. Aussi, l’analyse détaillée de l’ensemble de données a révélé qu’il existe différentes manières dont les gens perçoivent les textures tactiles lors de l’exécution d’une tâche principale. En particulier, nos résultats ont montré que, dans certaines situations, les utilisateurs sont capables de percevoir les textures tactiles sans regarder l’écran lorsqu’ils effectuaient une tâche principale. En même temps, comme le retour tactile n’est ressenti que lorsque le doigt de l’utilisateur se déplace sur la surface suivant des trajectoires gestuelles, nous avons méné une quatrième étude utilisateur pour comprendre les caractéristiques des gestes produits sans visuel. Nos résultats indiquent que ces gestes sont géométriquement diffèrent de ceux produits en présence ou en l’absence d’un retour visuel. Enfin, une nouvelle technique d’interaction employant des textures tactiles pour fournir des informations sans nécessité d’un retour visuel est introduite. Cette technique s’appuye sur la texture perçue et la vitesse du doigt de l’utilisateur pour fournir l’utilisateur avec différents canaux d’information. Les résultats d’évaluation ont montré que les utilisateurs peuvent s’adapter à la dynamique de la sélection des canaux tactiles, et peuvent différencier de manière fiable entre différents retour tactiles avec une précision de 90% lors de l’utilisation de deux niveaux de vitesse.

The growth of mobile applications used in all aspects of life and the easiness of interaction they provide through tactile input had allowed users to interact with touchscreen in many different ways and in different contexts, including situations where the interaction complements or challenges another, a primary task, that either needs full attention or is cognitively demanding. Meanwhile, in the last few decades, touch interaction has been enhanced with a tactile feedback that provides stimulation when touching the surface. Especially, we are interested here by ultrasonic technologies that permit users to perceive different textures when moving their finger on the surface. In this context, we seek, here, to understand how to use tactile textures to successfully complete the secondary tasks without disturbing the primary one. First, we started by determining the effectiveness of tactile textures in a realworld scenario. We conducted three studies. From the first study, we found that users are perfectly able to use and recognize tactile textures when performing a physical activity like walking, or taking a public transport. In the next studies, we considered an attention saturating and a cognitively demanding primary tasks to challenge the secondary one. Our finding also proved that users were perfectly able to recognize textures in such contexts. Through an in-depth analysis, we reveal new findings about how people perceive tactile textures when performing another primary task. An important result of our work was that users were able for some situations to perceive tactile textures eyes-free when performing another primary task. In the same time, as tactile feedback is only felt when users’ finger is moving over the surface following rectilinear gestures trajectories, we run a forth study, seeking to better understand the characteristics of stroke gestures and howthese latter are be produced eyes-free. Our results indicate that gestures made eyes-free were geometrically different from gestures produced in the presence or absence of a visual feedback, and with a lower recognition rate of (95.53%), which it self was quite good. Finally, we introduce a new interaction technique that features the use of tactile textures to deliver information eyes-free, relying so on the sens of touch to provide information to fingertips depending on user’s finger speed and the perceived texture. When evaluating this latter technique, our findings indicated that users can learn and be accommodate to the dynamics of eyes-free tactile channel selection, and can reliable discriminate between different tactile patterns during multi-channel selection with an accuracy up to 90%when using two finger speed levels.