Informatique pervasive et usages en contextes

Pattie Maes & Pranav Mistry,“Sixth Sense” (MIT Media Lab), CHI2009 Le Design oriente ´ interaction Informatique pervasive et usages en contextes David Bihanic Maître de Conférences Université d’Auvergne (Clermont-Ferrand 1), Laboratoire d’Esthétique Théorique et Appliquée de l’Université Paris 1 Panthéon- Sorbonne Séminaire EHESS, 15/01/10

Plan de l’exposé 1. L’interface utilisateur, un concept pluriel en évolution 2. Les nouveaux enjeux et recherches récentes en informatique 3. Le Design Orientée Interaction (DOI)

1. L’interface utilisateur Les trois paradigmes d’interface utilisateur Trois paradigmes se sont succédés jusqu’alors : - Le paradigme orienté « système » : l‘interface décrit les opérations du système technique (matériel et/ou logiciel). Il revient à l’usager, considéré alors comme un opérateur, comme un "agent" humain, de s’adapter au fonctionnement du système. Ce paradigme régit ce que l’on nomme le rapport Homme-Machine.

1. L’interface utilisateur Les trois paradigmes d’interface utilisateur - Le paradigme orienté « utilisateur » : l‘interface traduit le fonctionnement du système en séquences d’opérations "cohérentes" (sur le plan perceptivo- cognitive) pour l’usager ; on parle alors de « langage d’interaction ». Les facteurs humains acquièrent ici une grande importance et la nécessité de connaître les utilisateurs engendre de multiples démarches de conception centrées « utilisateur ». De nombreuses méthodes issues des sciences sociales sont largement utilisées pour appréhender cet "objet" fuyant et mal connu qu’est l’utilisateur final. Ce paradigme régit ce que l’on nomme la dialogique Homme-Système.

1. L’interface utilisateur Les trois paradigmes d’interface utilisateur - Le paradigme orienté « interaction » : l‘interface définit un espace d’interaction (ensemble d’opérations de communication et d’échange) entre les divers systèmes impliqués (artificiels et humains). Au sein de ce paradigme, l’usager est un acteur interagissant au sein d’un « écosystème » à la fois technique et relationnel. Ce paradigme régit ce que l’on nomme la relation Homme-Environnement.

1. L’interface utilisateur Contexte(s) Humain(s) Matériel(s) Logiciel(s) Fig. 1. Champ d’interaction « acteurs-systèmes »

1. L’interface utilisateur Situation(s) Contexte(s) Environnement Milieu(x) Humain(s) Matériel(s) Logiciel(s) Fig. 2. Milieu, Environnement, Situation

1. L’interface utilisateur Contexte(s) données données Humain(s) Matériel(s) données données Logiciel(s) Fig. 3. Environnement de données

1. L’interface utilisateur Contexte(s) IHE Humain(s) IHM Matériel(s) IHS Rapport Homme-Machine Logiciel(s) Dialogique Homme-Système Relation Homme-Environnement Fig. 4. IHM, IHS, IHE

1. L’interface utilisateur Paradigme orienté « interaction » = relation Homme-Environnement L’interface utilisateur remplit dorénavant trois fonctions principales (outre les fonctionnalités qui lui sont directement rattachées) : - Fonction « opérante » : elle définit un canal de transmission de données entre des systèmes techniques, - Fonction « médiatrice » : elle définit un support de communication entre les utilisateurs, - Fonction « relationnelle » : elle définit un espace de transaction inter-systèmes (techniques/artificiels et humains).

2. Enjeux et recherches en Informatique De nouvelles formes d’interaction Homme-Environnement De nouvelles formes d’interaction Homme-Système/-Machine/-Environnement (cristallisant par là même de nouveaux enjeux technologiques) concourent dorénavant à l’émergence de nouveaux territoires informatiques : - L’informatique portée/incorporée (“wearable computing” ), - L’informatique concrète (“physical computing”), - L’informatique ambiante/pervasive/ubiquitaire (“ambiant/pervasive/ubiquitous computing”).

Mark Weiser (décédé en 1999) Responsable scientifique au Xerox Parc.

2. Enjeux et recherches en Informatique 2.1. L’informatique ambiante/pervasive/ubiquitaire (“ambiant/pervasive/ubiquitous computing”) Mark Weiser (chef du laboratoire “Ubicomp”) publia de nombreux textes scientifiques* constituant aujourd’hui les fondements théoriques de l’informatique omniprésente. Il en définit les principes élémentaires (citation traduite de l’anglais) : - Le but d'un ordinateur est de vous aider dans votre activité. - Le meilleur ordinateur devrait savoir se faire oublier, tel un domestique invisible. - Plus vous agissez par intuition et plus votre sens de perception est avisé ; l'ordinateur devrait être un prolongement de votre inconscient. - La technologie devrait engendrer le silence. * Mark Weiser, "The Computer for the Twenty-First Century," Scientific American, September 1991

2. Enjeux et recherches en Informatique 18 16 Nbr de ventes/an 5 0 1940 1961 1990 2005 Informatique centrale (“mainframe”) : 1 ordinateur pour plusieurs personnes Informatique personnel (PC) : 1 ordinateur par personne Informatique omniprésente : Plusieurs ordinateurs pour 1 personne Fig. 10. Les 3 phases de développement de l’informatique (Mark Weiser)

2. Enjeux et recherches en Informatique 2.1. L’informatique ambiante/pervasive/ubiquitaire (“ambiant/pervasive/ubiquitous computing”) Ce qui importe, nous livre Mark Weiser, « ce n’est pas la technologie elle- même mais la place qu’elle occupe parmi nous » (la technologie devenant « invisible et partout » disponible). Dès lors, Mark Weiser définit (au sein d’un article désormais célèbre*) une nouvelle approche de conception baptisée : la technologie discrète/calme (“calm technology”). * Mark Weiser et John Seely Brown, “The coming age of calm technology”, Xerox Parc, 1996

2. Enjeux et recherches en Informatique 2.1. L’informatique ambiante/pervasive/ubiquitaire (“ambiant/pervasive/ubiquitous computing”) « La technologie discrète/calme convoque simultanément le centre et la périphérie de notre attention [perception], jouant d’allers-retours réguliers entre les deux ». Le concept de « périphérie » devient la pierre "angulaire" des théories de Mark Weiser (en opposition à l’informatique personnelle fondée sur le concept d’unité et de centralité : “mainframe & PC eras”) : tout système ambiant/pervasif/ubiquitaire repose alors sur une architecture « distribuée » (influencée par le modèle d’architecture Web - WOA “Web Oriented Architecture”) prônant un "noyau" central faible, et une plus grande autonomie des périphériques.

2. Enjeux et recherches en Informatique 2.1. L’informatique ambiante/pervasive/ubiquitaire (“ambiant/pervasive/ubiquitous computing”) Tout dispositif ambiant/pervasif/ubiquitaire repose sur : - une « périphérie » matérielle, - une « périphérie » logicielle, - une interface utilisateur (interactions Homme-Environnement mais également Matériel/Logiciel-Environnement et Environnement-Environnement, à l’échelle « macro »).

3. Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.1. La sensibilité au contexte (“context awareness”) Environnement = contexte et situation(s) d’usage, contexte relationnel (humain), contexte artificiel (matériel et logiciel). Dès lors, les systèmes tendent de plus en plus à devenir « sensibles au contexte » et ainsi à adapter leur structure et comportement au contexte de l’utilisateur.

3. Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.1. La sensibilité au contexte (“context awareness”) Le modèle du contexte se divise en 2 : - Le contexte d’utilisation (comprenant la localisation, la situation de l’utilisateur et le dispositif matériel/logiciel utilisé), - Le contexte d’interaction lié au processus coopératif/collaboratif dans lequel l’utilisateur est impliqué (groupe, rôle, activités au sein de l’environnement etc.).

3. Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.1. La sensibilité au contexte (“context awareness”) De nouvelles démarches de conception en design entendent aujourd’hui assurer une meilleure cohésion entre le contexte d’utilisation et le contexte d’interaction en proposant certaines approches orientées interaction. L’interaction désigne ici un champ mutuel (utilisation/interaction) d’influence. Le design contribue alors à une meilleure caractérisation de ce champ d’influence Nécessité d’une dynamique « transdisciplinaire » : pour une compréhension de l’agir humain pris au cœur d’un monde de plus en plus complexe

3. Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.2. Caractérisation typologique des nouvelles interfaces utilisateur Selon cette orientation, de nouvelles interfaces utilisateur se font jour (exploitant les dernières possibilités technologiques). On y retrouve plusieurs types : - Les interfaces adaptatives renvoyant aux interfaces auto-adaptatives et/ou évolutives selon le profil de l’utilisateur "courant" mais également selon le contexte (utilisation/interaction), - Les interfaces tangibles comprenant les interfaces à manipulation directe (les interactions tactilo-kinestésiques, haptiques – les capteurs de contact) et les interactions physiques (les manipulations/déplacements/transports d’objets "intelligents"),

3. Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.2. Caractérisation typologique des nouvelles interfaces utilisateur Selon cette orientation, de nouvelles interfaces utilisateur se font jour (exploitant les dernières possibilités technologiques précédemment citées). On y retrouve plusieurs types : - Les interfaces diffuses regroupant les interfaces gestuelles (les interactions à "distance" – les capteurs de "présence" : captation du mouvement, reconnaissance de gestes) et les interfaces sensorielles (les interactions intracorporelles – les capteurs de "sensation" : captation de la chaleur/température du corps, du rythme cardiaque ou bien encore du taux de sudation, etc.), - Les interfaces relationnelles en faveur d’une communication/relation "inter- objets" (ex : la relation Homme-Agent-Robot).

Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.3 La relation (symbiotique) Homme-Environnement La relation, presque symbiotique, Homme-Environnement repose sur une approche “inside-out” : faire sortir les interfaces dans l’environnement physique, plutôt que faire rentrer l’environnement physique dans une stimulation informatique. Pour ce faire, il convient : - D’utiliser les capacités de spatialisation/de localisation des objets et individus, - D’exploiter les affordances cognitives des objets familiers et de l’environnement en général, - D’éclater/de répartir l’interface dans une multitude d’objets physiques dotés de fonctionnalités repérées/connues (“information appliances”/objets informationnels).

Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.3 La relation (symbiotique) Homme-Environnement Un environnement « attentif » : l’environnement, composé de l’interaction inter-objets, est modélisé comme une partie du système de communication/relation. L’environnement est l’interface ! Modéliser l’environnement = modéliser le contexte (sensibilité au contexte). « Attentivité »* de l’environnement = sensibilité au contexte *(Néologisme) Faculté d'un système/dispositif à détecter la présence et la localisation des objets, des appareils et des personnes pour prendre en compte le contexte d'usage.

Le Design Orienté Interaction (DOI) 3.4 Une relation à échelle variable : “from smarthome to smartcity” D’une relation de l’homme à son environnement (résidentiel ou domestique) il convient dès lors de faire varier l’échelle interactionnelle en faveur d’une relation élargie aux macro-échanges de l’environnement urbain : celui de la ville, dès lors intelligente (fusionnant les lieux publics et reliant les espaces privés) De l’architecture (maison connecté) à l’urbatecture (informationnelle), de la nouvelle domotique IP (réseaux domestiques) à l’urbatique pervasive, il naît de nouvelles modalités relationnelles à l’environnement.

Layla Gaye, “Sonic city”, 2002-2004 Un système nomade/pervasif temps réel de génération sonore/composition musicale (traitement par captation [sons/ultrasons, de positions, de lumière, etc.] et analyse du signal). Certaines icônes proviennent de l’ouvrage "Everyware" : La Capteurs révolution de l'ubimédia d’Adam Greenfield Espace auto-descriptif Directeur du design (interface utilisateur et services) chez Nokia

“Pervasive space games” Des jeux « grandeur nature » (WLAN hotspots, réseaux mobiles ad hoc, etc.) Capteurs Espace auto-descriptif

NTT, “Red Tacton”, 2005 Le corps humain comme véhicule/passeur d’informations (champ électrique corporel) Relai corporel (“body gateway”) Transmission d’informations par voie corporelle

Université de Tokyo (Ken Sakamura), “Tokyo's Ubiquitous Technology project”, 2007 Une ville de "tags" : étiquettes RFID (“RFID transponder”) RFID “Radio Frequency IDentification”

Tag QR code L’internet des objets/“Internet of things”. QR code Code matrice/code 2D

“Ubiquitous positionning” De nombreux services mobiles sont aujourd’hui géolocalisés (puce GPS, triangulation WIFI/GSM : “geo-push/pull”). GPS/Géolocalisation “Anyone, Anything: Anytime, Anywhere” “Global Positioning System”

Université de Washington, Université Carnegie et Intel (dép. recherche), “Ubigreen”, CHI2009 Un service « éco-citoyen » (capteurs inertiels : accéléromètre, inclinomètre, gyromètre/gyroscope) “Activity awareness” L’utilisateur renseigne son environnement

LAB[au], “Weather tower” (Bruxelles), 2008 Architecture(-écran) connecté “Environmental awareness” “Knowing about your environnement”

LAB[au], “Binary waves”, 2008 Mobilier(-installation/-écran) urbain connecté “Environmental awareness” “Knowing about your environnement”

MIT SENSEable City Lab (dir. Richard Burdett), “Real Time Rome”, 2006 (Biennale de Venise) “City Scan” D’autres exemples : « La montre verte » FING/Xilabs/CiTu/SFR/Altran/Quartier Numérique/Cap Digital/FaberNovel,etc., « Urbanmobs » Orange/Fabernovel, « Urbadeus » Navidis, etc. “Environmental awareness” “Knowing about your environnement”

MediaCity UK (Salford, Grand Manchester), 2011 : date de clôture de phase 1 “Digital/media city”, ICN (“Intelligent City Network”) : smart grid, 4G/WiMax, réseaux numériques [ouverts à terme] de transport (distribution de nouveaux services): Metro, Vélib(like), etc. Consultant : Dennis Frenchman, professeur d'urbanisme au MIT, directeur du “City Design and Development Group” “Everyware” (Adam Greenfield) “Ubispace”

King Abdullah Economic City, KAEC (Arabie Saoudite, près de Jeddah), 2020 : date de fin de travaux “E-City : enviro-eHub City”. “Everyware” (Adam Greenfield) “Ubispace”

New Songo City (Corée du sud), 2015 : date de fin des travaux “Ubiquitous city/U-city”. “Everyware” (Adam Greenfield) “Ubispace”

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Informatique pervasive et usages en contextes

by David Bihanic on Jan 17, 2010

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