Interaction homme-machine et mémoire

INTERACTION HOMME-MACHINE ET MÉMOIREPerspectives pour la gestion des situations à risques

Sujets de discussion Comment aider l’opérateur humain à gérer les événements non anticipés ?  Représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface permet de mieux accéder à la signification des événements présentés  Le rappel comme outil d’évaluation de l’activité du point de vue des représentations

Sujets de discussion Pourquoi l’expert en cardiologie traite le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) par rapport au médecin moins expérimenté ?  Représentation ‘floue’ du risque et biais  Distinguerl’utilisation des représentations thématiques (gist) et de détail (verbatim)

Sujets de discussion Comment mettre en évidence les exigences des tâches de recherche d’information sur le web?  la Recollection comme mesure sensible  Utiliser les paradigmes duels de mémoire (recollection vs. familiarité ; représentations ‘verbatim’ et ‘gist’)

Représenter les contraintesComment aider l’opérateur de contrôle de processus àgérer les événements non anticipés ?

L’opérateur de contrôle de processus  Contrôle de processus  1 produit résulte d’une transformation physique ou chimique (nucléaire, chimie, sidérurgie,…)  Complexité : grande taille, dynamique temps réel, variables lentes et interconnectées  Opérateur  Modèle mental pour détecter les défauts et en diagnostiquer la cause  Affichages graphiques comme soutien

L’opérateur de contrôle de processus  Problème : comment laider à gérer les événements non anticipés par le concepteur ?  situations anormales peu familières et non anticipées  enjeu crucial pour la sécurité du système H x M

L’opérateur de contrôle de processus  Solution :  Révéler dans linterface les contraintes de fonctionnement pertinentes par rapport au but  Exemple dun réservoir…

 1 système = des contraintes  N perturbations possibles  Rythme chgt volume est déterminé  Pouvoir détecter si la contrainte est violée

Mise en relation sémantique(Semantic mapping, Bennett & Flach, 1992) Processus qui consiste à reporter des relations et contraintes importantes dans un système sur les relations visuelles dans laffichage  Utilisé dans la conception écologique d’interfaces (Rasmussen & Vicente, 1990)  Ecological Interface Design, EID

Mise en relation sémantique  elations R visuelles Egalité  x =y=z?  Trait horizontal Addition  x +y=z?

Mise en relation sémantique Moyenne simple  z = (x+y)/2 ? Multiplication  Z = x*y ?

DURESS et EID (exemple)Vicente, K.J. (1991)

DURESSet EIDVicente, K.J. (1991)

 1 système = des contraintes  N perturbations possibles  Rythme chgt volume est déterminé  Pouvoir détecter si la contrainte est violée

DURESS et EID Entrées (MI1)" Volume dun réservoir peut varier pour n raisons.... 100" Linterface écologique V1" (Physique et Fonctionnelle) de DURESS montre la 0" contrainte de conservation de la masse Sorties (D1)"

DURESSet EID  Résultats des expériences conduites (Vicente, 1995, 2002)  Diagnostic plus rapide et plus précis des défauts  Moindre variabilité inter-individus lors du contrôle du processus  Meilleure connaissance au sujet des propriétés fonctionnelles du système  Reflètent un meilleur accès à la sémantique du domaine ?

DURESSet EID  Utiliser un paradigme de mémoire (rappel, reconnaissance)  (Vicente, 1991/1992)  avantage au rappel pour ‘l’expert’ au contrôle de DURESS lorsque les contraintes du domaine sont effectives

DURESS et EIDVicente K.J.(1991/1992) 0,25! 0,2!  Volume dun réservoir peut varier 0,15! pour n raisons.... Normal! Aléatoire! 0,1! Défaut! 0,05! 0! Novice! Expert!  Erreur moyenne au rappel de mémoire pour trois types dessais en contrôle de processus thermo-hydraulique simulé en fonction de lexpertise.

Réacteur embarqué (exemple) Interface écologique (Physique et Fonctionnelle) Opérateurs expérimentés Diagnostic de scénarios puis rappel

Réacteur embarqué (exemple) 0,9! 0,8! 0,7! Volume dun réservoir peut varier 0,6! Normal! 0,5! pour n raisons.... Aléatoire! 0,4! 0,3! Défaut! 0,2! 0,1! 0! Interface P! Interface P+F! Rappel correct moyen pour trois types d’essais en contrôle de réacteur à eau pressurisée en fonction de l’interface pour des opérateurs experts (Terrier, 1996)

Surveillance chirurgicale (exemple) WHY?Effken, Loeb, Johnson, Johnson, Reyna, 2001

Surveillance chirurgicale (exemple)

Anti-collision (exemple) Ho, Burns, 2003. Improving pilot trust in automated collision detection and avoidance

Anti-collision (exemple)

Anti-collision (exemples) Visser, van Dam, Mulder, van Paassen (2008). Towards an ecological design of a 4- dimensional separation assistance system

Anti-collision (exemples)

En conclusion L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)  Aider à gérer événements non anticipés ?  représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface  aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine

En conclusion  cadre des niveaux de traitement explique lavantage observé au rappel (Craik & Lockhart, 1972 ; Craik, 2002)  rappel pour étudier lactivité du point de vue de la représentation mentale utilisée (e.g. Sébillotte, 1981)

Représentation ‘floue’ du risquePourquoi le cardiologue expert juge le risque de façoncatégorielle (risque, pas de risque) comparativement aumédecin moins expérimenté ?

Items (sujet 2) Fuzzy Trace Theory (FTT) un modèle duel de mémoire Des biais de raisonnement sur les risques aux représentations Des représentations plus simples avec l‘expertise En conclusion

Théorie des Traces Floues Un modèle duel (Brainerd & Reyna, 2001)  Analyse et Intuition augmentent avec le développement des compétences Observation initiale  Indépendance entre raisonnement et capacité à garder les faits pertinents en mémoire pour les traiter (Brainerd & Kingma, 1984)  prémisses : A > B ; B > C  inférence : A > C

Théorie des Traces Floues Raisonneur extrait à l’encodage deux types de représentation  Représentation relative aux détails (verbatim)  Représentation relative au sens (gist) Et préfère le traitement Flou  Rationalité = invariance

Des biais aux représentations  Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)  effets de Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991 )

Type de biais Tâche Risque objectif Risque Représentation Explication du subjectif « Gist » biaisCadrage Choix entre 2 Cadre en Cadre en Cadre en termes(Reyna & options pour termes de gains termes de gains de gainsBrainerd, 1991) combattre une A : 200 L’option risquée Sauver des personnes (B) fait peur personnes est Représentation maladie qui peut tuer 600 sauvées préférable à ne qualitative des personnes B : 1/3 chances sauver personne, options ; de sauver 600 alors choisir récupération de personnes ; 2/3 l’option sûre principes tels chances de ne que « sauver sauver personne des personnes est préférable Cadre en Cadre en Cadre en termes à n’en sauver termes de termes de de pertes aucune » pertes pertes Le fait que C : 400 L’option risquée personne ne personnes (D) offre un meure est meurent espoir préférable à la D : 1/3 chances mort de quelques que personne ne personnes, alors meure ; 2/3 choisir l’option chances que risquée 600 personnes meurent

Des biais aux représentations  Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)  biaisdans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd & Brainerd, 2003)

Type de biais Tâche Risque objectif Risque Représentation Explication du subjectif « Gist » biaisBiais dans Estimer la Probabilité Médecins Probabilitél’intégration probabilité d’être un patient estiment : d’avoir un patientdes risques d’une maladie MC ou un probabilité de MC typique (ne MC ou IM est Négligence de(Reyna, Lloyd, coronarienne patient IM = présente pas de& Brainerd, MC ou d’un égale à risque IM) + la classe non2003) risque MC&IM probabilité de probabilité d’avoir typique des MC patients d’infarctus IM +MC&nonIM un patient MI afin de décider +nonMC&IM typique (présente présentant un risque de l’admission à aussi un l’hôpital problème MC) = d’infarctus et probabilité d’avoir sans problème un patient MC coronarien (nonMC&IM) (MC&nonIM+ MC et IM= MC)

Simplification de la représentationavec l’expertise?  Travaux (dans le cadre de la FTT) sur l’acquisition d’expertise chez l’adulte  Progression de processus orientés sur le détail, computationnels, à un traitement intuitif, flou  Les gens traitent moins d’information, de façon plus qualitative (Reyna, 2004; Reyna et al. 2003)  Observons la similarité avec des travaux rapportés en ergonomie cognitive…

Simplification de la représentationavec l’expertise?  Contrôleurs aériens étudiés par le groupe de psychologie ergonomique de l’INRIA (Bisseret, 1979; Lafon-Milon, 1981a, 1981b)  débutant plus précis que l’expert : il calcule la séparation. Expert utilise des processus perceptifs, d’où estimation moins précise.  débutant décide en considérant séparation verticale et séparation horizontale. Expert prend en compte la valeur de séparation horizontale.

Simplification de la représentationavec l’expertise?  Pilotes de combat experts (Schvaneneldt, 1985)  observait un réseau de concepts plus simple chez l’expert  Diagnostic radiologique (Maloney, 1998)  idée explicite d’une représentation Gist, plus simple et plus pertinente avec l’expertise  Diagnostic médical (Ochanine, 1978)  médecin a une image de la glande thyroïde dans les différentes maladies

Recollection : une mesure sensibleExigences des tâches de recherche d’information dansdes pages WebI. Etcheverry, P. Terrier, J.-C. Marquié (soumis). Assessing webinteraction with recollection: Age-related and task-relateddifferences. International Journal of Human-Computer Studies

Double processus de mémoire Plusieurs descriptions  explicite vs implicite  recollection vs familiarité  verbatim vs gist Explicite vs implicite en contrôle de processus (Terrier & Cellier, 1997, 2004)  operateurs expérimentés, réacteur à eau pressurisée  variations dans exigences cognitives de la tâche (e.g. profondeur du traitement) capturées en comparant différentes tâches de mémoire 49

Double processus de mémoire 2 processus de reconnaissance  Yonelinas, 2002  Recollection (remémoration consciente)  Familiarité L’effet du traitement conceptuel  important sur Recollection, faible sur Familiarité  Traitementprofond-superficiel, attention normale-divisée (e.g. Gardiner, 1988; Rajaram, 1993) Implications pour le Web?  (toute) manipulation qui favorise modèle mental, construction modèle de situation, devrait influencer la recollection  Long & Prat, 2002; Long et al., 2006 50

Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web Traitement profond, élaboré, conduit à de meilleures performances de mémorisation  (Craik, 2002) Score de reconnaissance diffère selon que la recherche dans des pages Web est orientée ‘navigation’ ou orientée ‘contenu’  (Oulasvirta, 2004)

Tâches Utiliser Localiser sur une Aller vers une Fournir une Configurer le Réagir à l’envtl’information page page information navigateur Lire/ Par un lien Ajouter un Un contenu Répondre à écouter/ hypertextuel Un lien marque intéressant un dialogue regarder page Par touche Télécharger/ Un concept Sélectionner Répondre à retour/ Une adresse enregistrer relié l’aide une modif. suivant Une Changer la Par marque réponse à copier information taille du Recharger page une enquête taggée cache Un lien Par Gérer la imprimer Etc. Etc. spécifique l’l’historique fenêtre En founissant Une image Etc. une URL Taxonomie des tâches effectuées sur le Web (Byrne, John, Werhle, & Crow, 1999)

Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web 24 adultes jeunes (18-25) et âgés (>60)  contrôles : vocabulaire (Mil-Hill); code (WAIS-R); familiarité avec le Web (questionnaire) phase d’étude  Plusieurs tâches de recherche d’information avec 8 pages Web (.fr domain) dans deux conditions de recherche  orientée-Contenu : trouver la cible implique de traiter le contenu de la page  orientée-Navigation : trouver la cible consiste à trouver un lien

Recherche d’information  Contenu-orientation : Quelles villes et aéroport sont desservis par le Thalys?  Navigation-orientation : Quel lien sélectionner pour trouver de l’information sur les villes et régions? 54

Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web Phase test : recollection estimée avec deux paradigmes  Test Remember/Know (Tulving,1985)  on attend un meilleur score de reconnaissance, des estimations de recollection plus élevées (Remember responses) après la recherche orientée contenu  Tâche de reconnaissance à choix forcé (Lavoie & Faulkner, 2000)  Pour comparer la récupération de représentations détaillées (Verbatim-based) et sémantiques (Gist-based) en fonction de l’âge

Test Remember/KnowEffet des exigences de la recherche d’information plus marqué sur jugements‘Remember’ que sur score global de reconnaissance (remember + know) Adultes jeunes Adultes âgés 56

Proportion de cibles trouvées en phase de recherche d’information (plusd’infos)

Recollection est sensible (plus d’infos) Cibles et éléments voisins 96 items étudiés dans le test Remember/Know (mélangés avec 48 items non-étudiés)  Eléments cibles de la tâche de recherche (48)  e.g. le lien qui a été sélectionné  Eléments voisins liés à la tâche de recherche (48)  e.g. le lien près du lien sélectionné Les différences apparaissent pour les voisins !

Recollection est sensible (plus d’infos)Cibles et éléments voisins des cibles 60

Test de reconnaissance à choix forcé36 paires (e.g., page étudiée est la page “QUEBEC”) 3 types de paires et scores  Reconnaissance Etudié – Non étudié (e.g. Superficie du Québec – Porte-manteaux)  Verbatim Etudié – Non étudié lié à la page étudiée (e.g. Forêt boréale – Paysages nordiques)  Gist Non étudié – Non étudié, lié à la page (e.g. Table – Frontière Canadienne)

Etcheverry et al. (soumis)Difficulté liée à l’âge dans la récupération de représentations détaillées(Verbatim) Adultes jeunes Adultes âgés 62

Recollection : une mesure sensible En conclusion Des exigences cognitives différentes entre la recherche orientée ‘navigation’ et la recherche orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004) Mieux mises en évidences lorsqu’on estime les processus duels de mémoire Et des différences liées à l’âge qui apparaissent alors

En résumé : utile de considérerle niveau de généralité auquel le système doit êtrereprésenté dans l’interface (invariants)le niveau de généralité auquel l’opérateur/utilisateurreprésente l’information (représentation ‘gist’ ou‘verbatim’) pour résoudre la tâchela contribution possible de nouveaux paradigmes demémoire à l’évaluation de l’interaction personne xmachine

MERCI…Patrice Terrier, CLLE-LTC, UMR 5263, Université de Toulouseterrier@univ-tlse2.fr

Interaction homme-machine et mémoire

by IHM'10 on Nov 25, 2010

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