Interactions homme-machine

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Personne équipée d'un visiocasque et d'un gant de données de réalité virtuelle.

Les interactions homme-machine (IHM) définissent les moyens et outils mis en œuvre afin qu'un humain puisse contrôler et communiquer avec une machine. Les ingénieurs en ce domaine étudient la façon dont les humains interagissent avec les ordinateurs ou entre eux à l'aide d'ordinateurs, ainsi que la façon de concevoir des systèmes qui soient ergonomiques, efficaces, faciles à utiliser ou plus généralement adaptés à leur contexte d'utilisation.

L'amélioration de l'ergonomie de l'interface homme-machine a notamment pour objectif d'optimiser l'aménagement du poste de travail et de limiter ainsi les risques du travail sur écran (troubles musculosquelettiques, fatigue oculaire, syndrome d'épuisement professionnel, stress, stress numérique...)^[1].

Les différentes techniques

Une IHM ancienne : à chaque mécanisme son contrôle.

Il existe de nombreuses manières pour qu'un humain puisse interagir avec les machines qui l'entourent. Ces manières sont très dépendantes des dispositifs d'interactions et des forces ou compétences que l'être humain ne peut étendre qu’extérieurement.

Informatique

L'informatique a évolué très rapidement avec ses débuts dans les années 1940 jusqu'à aujourd'hui.

Organes d'entrée

Les premiers ordinateurs étaient utilisés sous forme de traitement par lots et toutes les entrées (programmes et données) étaient alimentés en entrée par des cartes perforées, des rubans perforés ou des bandes magnétiques. Il y avait un clavier pour interagir avec le système (console système).
Avec l'arrivée de la micro-informatique on a commencé à utiliser des cassette audio et des claviers, puis des disquettes et des souris informatique avant de passer aux écrans tactiles. Un système de pointage tel que la souris permet d'utiliser un ordinateur avec le paradigme WIMP qui s'appuie sur les interfaces graphiques pour organiser la présentation d'informations à l'utilisateur.

Organes de sortie

Les premiers organes de sorties ont été les imprimantes, les perforateurs de cartes et les perforateurs de ruban secondés ensuite par bandes magnétique. La console système était équipée d'une imprimante remplacée par un écran plus tard.
Avec l'arrivée de la micro-informatique on a utilisé d'abord des cassette audio, puis des disquettes avant d'utiliser des CD puis des DVD.

Organes interactifs

Certaines techniques tentent de rendre l'interaction plus naturelle :

• la reconnaissance automatique de la parole ou de gestes permettent d'envoyer des informations à un ordinateur ;
• la synthèse vocale permet d'envoyer un signal audio compréhensible par l'être humain ;
• les gants de données offrent une interaction plus directe que la souris ;
• les visiocasques essayent d'immerger l'être humain dans une réalité virtuelle, ou d'augmenter la réalité ;
• les tables interactives permettent un couplage fort entre la manipulation directe par l'être humain sur une surface et le retour d'information.

Automatisme

En informatique industrielle, les automates sont encore très souvent pilotés par des baies équipées de boutons poussoirs et de voyants. Les systèmes autonomes de type véhicules automatiques et drones tendent à peu à peu à intégrer une « interface adaptative »^[2] voire une intelligence artificielle embarquée.

Automobile

Dans l'automobile, l'homme a, d'abord, interagi avec de simples moyens mécaniques ; l'évolution de l'informatique et de la robotique fait que de plus en plus de capteurs et d'informations sont disponibles pour le conducteur qui doit choisir l'action à effectuer par l'intermédiaire :

• du volant ;
• de la pédale de frein ;
• d'interrupteurs divers (éclairage, régulateur de vitesse, etc.).

Paradigmes d'interfaces

L'ancêtre de nos souris

Un moniteur graphique

On peut observer que les IHM sont de plus en plus déconnectées de l'implémentation réelle des mécanismes contrôlés. Dans son article The Myth of Metaphor, Alan Cooper distingue trois grands paradigmes d'interface :

1. le paradigme technologique : l'interface reflète la manière dont le mécanisme contrôlé est construit. Comme le montre la photo de baie électronique ci-contre, cela conduit à des outils très puissants mais destinés à des spécialistes qui savent comment fonctionne la machine à piloter.
2. le paradigme de la métaphore qui permet de mimer le comportement de l'interface sur celui d'un objet de la vie courante et donc déjà maîtrisé par l'utilisateur. Exemple : la notion de document.
3. le paradigme idiomatique qui utilise des éléments d'interface au comportement stéréotypé, cohérent et donc simple à apprendre mais pas nécessairement calqué sur des objets de la vie réelle.

Les périphériques IHM

D'un point de vue organique, on peut distinguer trois types d'IHM :

• Les interfaces d'acquisition : boutons, molettes, joysticks, Clavier d'ordinateur, clavier MIDI, Télécommande, capteur de mouvement, microphone avec la reconnaissance vocale, etc.
• Les interfaces de restitution : écrans, témoins à LED, voyants d'état du système, haut parleur, etc.
• Les interfaces combinées : écrans tactiles, Multi-touch et les commandes à retour d'effort.

Prospective : un maillon d'une situation plus vaste

Ce domaine évolue vers une interface plus large et pervasive de type « humain-environnement ».

« Il serait sot de nier l'importance de la communication efficace entre l'homme et la machine, aussi bien que l'inverse. Ma prévision est toutefois que la vraie révolution des prochaines décennies viendra davantage encore de ce que les hommes ont à se dire par l'intermédiaire des machines »

— James Cannavino

L'immersion dans les mondes virtuels devrait également être rendue plus « réaliste ».

Des jeux comme Le Deuxième Monde, Everquest ou Wolfenstein: Enemy Territory, où plusieurs joueurs évoluent en immersion globale dans un paysage commun, donnent une idée des nouvelles relations que peuvent mettre en place des interfaces réalistes.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

Liens externes

• CNRS - Direction des Système d'Information - Guides et documents internes DSI proposés pour sensibiliser à l'ergonomie des IHM
• Les différentes familles de technologies proposées par les écrans tactiles
• M. Beaudouin-Lafon, 40 ans d'interaction homme-machine (points de repère et perspectives)
• Exemple de nouvelles IHM (présentées lors de la GDC 2008 à San Francisco) (videocast)

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