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I.  INTRODUCTION 14

3.   Rôle de la perception haptique pour le déplacement 44

3.4.   L’interaction multimodale 48

Dans  le  cadre  de  la  conception  d’un  dispositif  d’aide  au  déplacement  qui  mêle  interaction  visuelle   (avec   le   smartphone)   et   interaction   haptique,   il   est   nécessaire   de   s’intéresser   à   l’interaction   multimodale  et  au  traitement  cognitif  de  cette  dernière.      

Les   interfaces   multimodales   intègrent   une   variété   de   signaux   ou   modalités.   Elles   permettent   d’obtenir  des  interactions  humain-­‐machine  plus  naturelles  et  plus  efficaces.  Elles  sont  capables  de   répondre   à   de   nombreuses   exigences   qui   peuvent   être   liées   à   l’utilisateur,   au   type   de   tâche   ou  

d’activité   à   réaliser,   à   la   nature   de   l’information   à   transmettre   ou   bien   encore   aux   contraintes   de   l’environnement.    Présenter  l’information  sous  des  modalités  diverses  peut  libérer  la  surcharge  de   l’un   des   canaux   et   ainsi   augmenter   la   capacité   de   traitement   de   l’information   par   l’utilisateur   (Wickens, 1984). Les   contraintes   environnementales   peuvent   justifier   l’utilisation   d’une   modalité   supplémentaire   pour   pallier   les   limites   de   la   modalité   principale.   Ainsi   un   affichage   visuel   sur   le   petit  écran  d'un  appareil  mobile  peut  être  complété  par  une  modalité  auditive  ou  vibratoire.  Une   interface   multimodale   dans   ces   situations   peut   être   considérée   comme   une   interface   unimodale   multiple.   L’efficacité   d’une   interface   unimodale   multiple   est   basée   sur   la   redondance   d’une   information  qui  pourrait  être  non  reçue  ou  reçue  sous  forme  dégradée  par  le  canal  de  transmission   principal.   La   même   information   est   transmise   à   travers   une   modalité   sensorielle   alternative   ou   additionnelle.  L’avantage  d’interfaces  multimodales  ne  réside  pas  seulement  dans  le  fait  d’apporter   de  la  redondance.  Une  interface  multimodale  permet  également  de  répartir  de  façon  optimale  les   informations   sur   différents   canaux   sensoriels   spécifiques   chacun   étant   adapté   à   certains   informations.   Il   est   donc   important   de   connaître   les   caractéristiques   de   chaque   modalité   sensorielle.  

3.4.1.   Efficacité  de  l’interaction  multimodale  

Pour   que   l’interaction   multimodale   soit   efficace,   il   faut   que   les   informations   présentées   par   l’intermédiaire  des  différents  canaux  sensoriels  soient  coordonnées  et  congruentes  aussi  bien  dans   l’espace  que  dans  le  temps  (Kolers & Brewster, 1985).  Bien  que  les  stimuli  puissent  objectivement   être   synchronisés   dans   le   temps   et   dans   l’espace,   cela   ne   conduit   pas   nécessairement   à   une   perception    harmonieuse  dans  toutes  les  modalités  sensorielles.  La  connaissance  de  ces  problèmes   d’incongruence   est   importante   pour   la   conception   d’interfaces   multimodales   efficaces.   Certaines   modalités   sensorielles   ne   sont   pas   pertinentes   pour   des   interfaces   unimodales.   Des   modalités   sensorielles  peuvent  donner  des  effets  spécifiques  lorsqu’elles  sont  combinées  dans  une  interaction   multimodale,  alors  que  ces  effets  ne  sont  pas  présents  lorsque  ces  interactions  sont  utilisées  dans   une  interface  unimodale.    

3.4.2.   Avantages  et  inconvénients  de  l’information  multimodale  

Les   avantages   de   l’information   multimodale   sont   importants   pour   les   personnes   présentant   un   déficit   sensoriel   ou   cognitif,   ou   bien   pour   les   personnes   évoluant   dans   des   environnements   bruyants,   saturés   en   informations.   Dans   ces   situations,   la   redondance   de   l’information   permet   de   pallier  le  déficit  d’un  des  canaux  de  transmission.  La  transmission  multimodale  peut  être  utile  pour   des  personnes  ayant  un  déficit  permanent  d’un  canal  d’information  (d’acuité  visuelle  par  exemple)   ou   bien   un   besoin   temporaire   dans   un   environnement   particulier   (conduite   d’un   véhicule)   Les   inconvénients   de   l’information   multimodale   sont   surtout   liés   aux   difficultés   de   conception   d’un   dispositif  multimodal.  Le  concepteur  du  dispositif  doit  déterminer  quelle  modalité  sensorielle  est  la   plus  appropriée  pour  transmettre  chaque  composante  de  l’information.  

Il  est  évident  que  l’éventail  des  modalités  disponibles  est  large  si  l’on  s’adresse  à  des  sujets  ayant   des  capacités  sensorielles  complètes.  Il  n’en  est  pas  de  même  pour  les  sujets  qui  ont  des  capacités   réduites   de   façon   définitive   ou   temporaire.   Nous   présentons   ci-­‐dessous   un   récapitulatif   des   avantages  et  des  inconvénients  des  différents  canaux  sensoriels  pour  transmettre  différents  types   d’informations.  Il  faut  cependant  souligner  qu’il  ne  s’agit  que  d’un  aperçu  général.  L’intérêt  d’une   modalité   sensorielle   peut   être   altéré   ou   amplifié   par   différents   facteurs   tels   que   la   technologie   disponible,   le   contexte   et   l’activité   pour   laquelle   l’information   est   donnée.   Ces   indications   sont   essentielles   pour   le   concepteur   de   dispositif   qui   doit   allouer   chaque   partie   de   l’information   nécessaire   à   une   modalité   sensorielle   préférentielle.   Si   l’on   prend   l’exemple   d’un   signal   d’alarme,   l’information   comprend   une   phase   de   perception   qui   peut   être   en   dehors   de   la   zone   d’intérêt   principal,  puis  une  phase  de  compréhension  et  une  phase  d’action.  La  modalité  sensorielle  préférée   pour   la   première   phase   pourrait   être   plutôt   auditive   alors   que   la   modalité   utilisée   pour   les   deuxième   et   troisième   phases   pourrait   être   plutôt   visuelle.   Il   est   donc   important   de   comprendre   l’activité   et   son   contexte   pour   la   conception   d’interface   multimodale   réussie,   qui   sera   finalement   plus  opérante  que  la  somme  de  plusieurs  interfaces  unimodales.    

   

Il  existe  différentes  recommandations  pour  la  conception  multimodale  (Tableau  2)  :       Caractéristiques  de  l’information   Vision   Audition   Haptique   Commentaires   Information   liée   au   temps   (ex  :   durée,   intervalle,  

synchronisation  et  rythme)   ☐   ++   +    

Information  spatiale  (ex  :  taille,  distance)   ++   ☐   ☐     Information  de  localisation  absolue  et  relative  en  

une   ou   plusieurs   dimensions   (ex  :   localiser   la   corbeille  sur  le  bureau)  

++   +   +    

Information   privée   à   destination   d’un   utilisateur  

ou  d’un  groupe  spécifique     ☐   -­‐   ++    

Information   en   dehors   de   la   zone   d’intérêt   principal   ou   à   l’extérieur   de   la   zone   d’attention   spatiale  

-­‐     ++   +   Le  champ  visuel  de   l’utilisateur  est   limité.     Les  dispositifs   portés  avec  

interaction  haptique   sont  adaptés  à  cette   situation  

Information   d’alerte     (combinaison   perception,  

compréhension,  action)   -­‐   ++     Vision  :   champ   de  vision  limité   Haptique  :   Le   dispositif   doit   être   porté    

Information   représentant   des   changements   au   fil  

du  temps  (ex  :  représentation  d’un  processus)   ++   +   +     Généralité   culturelle   (sens   général   du   symbole   à  

travers  les  cultures)   -­‐   +   +/  ?    

Mémorisation   (facilité   à   reconnaître   et   identifier  

d’un  symbole  perçu  plus  tard  dans  le  temps)   +   ++   -­‐/  ?     Information   représentant   un   objet   physiquement  

réel   ++   -­‐   ☐    

Information  doit  être  persistante   ++   -­‐-­‐   ++  

Information   concernant   des   paramètres  

quantitatifs  relatifs   +   ++   + Ex  :   fréquence   du  son,   luminosité,   pression,  intensité   Information   concernant   des   paramètres  

quantitatifs  absolus   ++   -­‐   --  

Processus   ambiant   –   l’information   doit   être   transmise  à  la  périphérie  et  traitement  en  arrière   plan  

-­‐-­‐   +   -  

Grand   nombre   d’items   concernant   la   mémoire  

sensorielle  ou  de  travail   +   ☐   -  

Usage  des  symboles  :    

++  :  très  adapté  pour  représenter  l’information   +  :  assez  bon  mais  pas  optimal  

☐  :  neutre  

-­‐  :  pas  très  adapté  mais  possible   -­‐-­‐  :  guère  possible  ou  impossible  

Tableau  2.  Récapitulatif  de  l’adéquation  entre  les  caractéristiques  de  l’information  et  les  différents  canaux   sensoriels   (ETSI EG, 2002).  

3.4.2.a) Effets  de  la  modalité  

Les   interfaces   multimodales   ne   sont   pas   des   interfaces   multi-­‐unimodales.   Le   résultat   d’une   interface   multimodale   peut   être   différent   de   la   somme   de   ses   composants.   Trois   questions   importantes  doivent  être  considérées  :    

1  –  L’interaction  entre  les  modalités  :  une  modalité  peut-­‐elle  affecter  la  perception  dans  une  autre   modalité  ?    

2  –  La  congruence  entre  les  modalités  :  est-­‐ce  qu’une  information  qui  est  objectivement  la  même   dans  deux  modalités  est  perçue  de  façon  identique  par  le  sujet  ?  

3   –   Le   conflit   entre   modalités  :   Quand   les   informations   transmises   diffèrent   selon   les   modalités,   quelle   est   la   perception   globale   ?   L’objectif   doit   être   de   fusionner   les   perceptions   de   plusieurs   modalités  dans  un  ensemble  cohérent.    

Nous  allons  à  présent  décrire  les  possibilités  de  différentes  combinaisons  de  modalité  sensorielles.    

Vision  et  audition  

La  vision  est  la  modalité  dominante  dans  le  domaine  spatial  (Hay, Pick, & Ikeda, 1965).  C’est  cette   modalité   qui   permet   par   exemple   l’estimation   d’une   longueur   et   d’une   la   taille.   Cependant,   l’audition  est  la  modalité  dominante  dans  le  domaine  temporel  (Kolers & Brewster, 1985).  Il  existe   une   incohérence   sur   la   perception   de   la   durée   par   les   deux   modalités,   c’est   à   dire   que   les   événements  auditifs  semblent  plus  longs  que  les  évènements  visuels  (Behar & Bevan, 1961;   (Walker & Scott, 981).  Concernant  le  coût  induit  pas  le  changement  d’attention  au  passage  d’une  modalité  à   l’autre,  il  n’existe  aucune  indication  sur  le  fait  que  le  passage  de  la  vision  à  l’audition  entrainerait   des  coûts  supplémentaires  (Spence & Driver, 1997).    

Vision  et  kinesthésie  

Les   relations   entre   vision   et   kinesthésie   sont   similaires   à   celles   qui   existent   entre   vision   et   l’audition.  La  vision  domine  la  kinesthésie  dans  le  domaine  spatial,  mais  par  contre  la  kinesthésie   domine  la  vision  dans  le  domaine  temporel   (Handel & Buffardi).  Il  existe  également  une  incongruité   dans  la  perception  de  la  durée,  similaire  à  celle  qui  existe  entre  vision  et  audition.  Les  événements   kinesthésiques  semblent  plus  longs  que  les  évènements  visuels.  En  ce  qui  concerne  le  coût  sur  le   plan  du  changement  de  l’attention,  il  existe  des  coûts  supplémentaires  lorsqu’on  passe  du  toucher  à   la   vision,   mais   pas   dans   le   sens   inverse.   En   général,   toucher   et   vision   fonctionnent   souvent   ensemble   dans   de   nombreuses   interfaces.   Le   point   fort   est   la   coordination   œil-­‐main   bien   développée  pour  de  nombreux  utilisateurs.  

Audition  et  kinesthésie  

Dans   le   domaine   spatial,   la   kinesthésie   domine   l’audition,   mais   dans   le   domaine   temporel   c’est   l’inverse.   Les   évènements   temporels   sont   perçus   avec   une   bonne   congruence   entre   audition   et   kinesthésie.  Le  passage  de  la  kinesthésie  à  l’audition  entraîne  des  coûts  d’attention  additionnels.  En   général,  l’audition  et  la  kinesthésie  ont  les  mêmes  inconvénients,  de  sorte  que  la  plus-­‐value  de  leur   association   reste   limitée.   Cependant   leur   combinaison   pourrait   être   utile   pour   construire   de   la   redondance.   Il   faut   également   souligner   que   souvent   les   vibrations   produisent   également   du   son.   Ajouter  des  informations  kinesthésiques  à  de  la  parole  ou  à  des  icônes  auditives  peut  être  utile  car   les   informations   provenant   de   la   parole   peuvent   être   très   faibles   ou   difficiles   à   utiliser  ;   ainsi   la   kinesthésie  peut  aider  à  supprimer  l’ambiguïté  d’icones  auditives  trop  nombreuses.    

L’avantage   de   la   présentation   d’informations   redondantes   est   évident   lorsque   le   canal   sensoriel   originel   est   dégradé,   par   exemple   par   des   facteurs   environnementaux,   tels   qu’un   environnement   visuellement  encombré  (Wogalter, Rashid, Clarke, & Kalsher, 1991).  Cependant  toutes  les  interfaces   multimodales  n’aboutissent  pas  à  de  meilleures  performances.  Il  a  été  constaté  que  l’utilisation  de   la  parole  comme  source  d’information  nuit  à  la  performance  de  l’opérateur  dans  un  environnement   de   salle   de   contrôle,   alors   que   c’est   typiquement   un   environnement   où   il   existe   un   besoin   de   développer   des   interfaces   multimodales   afin   de   profiter   des   ressources   non   utilisées.   Le   succès   d’une   interface   multimodale   est   donc   aussi   lié   aux   exigences   de   l’activité   ou   de   la   tâche.   Les   résultats  favorables  de  la  présentation  redondante  de  l’information  sont  observés  pour  des  tâches   de   niveau   relativement   bas.   Des   effets   indésirables   apparaissent   pour   des   tâches   qui   exigent   des   niveaux   plus   élevés   de   traitement   cognitif.   Cependant   il   n’existe   que   peu   de   recherches   systématiques   concernant   l’influence   de   la   tâche   ou   à   l’activité   sur   la   performance   des   interfaces   multimodales