par Jean Caelen, Mélanie Becker, Hervé Schultz Sébastien Kubicki, Christophe Kolski, Sophie Lepreux à l'atelier Collecticiels d'IHM'10

1. Apports de la tangibilité à l’interaction, exemple sur
table interactive en situation de travail collectiftable interactive en situation de travail collectif
Atelier : CollecticielsAtelier : Collecticiels
évolutions multidisciplinaires récentes de la thématique
Jean Caelen1, Mélanie Becker1,
Hervé Schultz2
1Multicom Laboratoire d’Informatique de Grenoble
Sébastien Kubicki3, Christophe Kolski3,
Sophie Lepreux3
3U i Lill N d d F F 59000 Lill1Multicom, Laboratoire d’Informatique de Grenoble,
UMR 5217, BP 53, F-38041 Grenoble cedex 9
Prénom.nom@imag.fr
2RFIdées, arc de l’Oppidum, Bât. E, 5 rue Bouffard
Roupé, ZAC de Champfeuillet, F-38500 Voiron
3Univ. Lille Nord de France, F-59000 Lille,
UVHC, LAMIH, F-59313 Valenciennes,
CNRS, FRE 3304, F-59313 Valenciennes,
Prénom.nom@univ-valenciennes.fr

2. Introduction
- Depuis 25 ans : interfaces tangibles (TUI = Tangible User Interface) de plus en
plus répandues (Blackwell et al., 2007)
- « Définition » de Ishii et Ullmer (1997) : « il s’agit de manipuler des objets réels
qui sont intégrés dans un environnement virtuel »
- « Briser la barrière du toucher créé par la souris » (Moggridge, 2006)
- Objets utilisés : « physiques et dotés de capacités numériques d’interaction »
(Blackwell et al., 2007)
- Information numérique : directement palpable par les mains et perceptible par
nos sens périphériques (Ishii et al., 2001)
- Interfaces tangibles : requièrent diverses postures corporelles ; les objets et
l’espace : vont affecter le comportementl espace : vont affecter le comportement
- Représentations : externalisées ; feedback : peut être visuel, tactile ou encore
haptique (Hornecker et Buur 2006)haptique (Hornecker et Buur, 2006)
- Dans cette présentation : tentative de prise de recul relativement à TangiSense

3. Plan
-Tangibilité interface tangible : concepts de base-Tangibilité, interface tangible : concepts de base
- Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestiong p g
de trafic routier
P é t ti d l t bl i t ti T iS- Présentation de la table interactive TangiSense
- Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion deDémonstrateur d un collecticiel pour la gestion de
trafic routier
- Conclusion et perspectives

4. Tangibilité, interface tangible :
concepts de basep
- Avec interface tangible : vivre une expérience plus naturelle et conviviale
qu’avec une IHM classique
- Expressivité riche de gestes : permet des interactions naturelles et intuitives
(Fiebrink et Morris, 2009)
- Opportunité aux individus d’exercer une manipulation directe optimale avec
l’interface, possibilité concrète de toucher l’élément qu’ils veulent manipuler,
l tili é t ôl l élé t (S h id 1983)corps alors utilisé pour contrôler les éléments (Schneiderman, 1983)
- Les individus peuvent manipuler la localisation des objets à la fois par rapport à
eux mais également par rapport aux autres individus, par conséquent cela
permet d’attribuer à l’objet une place significative et ainsi développer le
raisonnement spatial (Manches et al., 2009)
- Individus : peuvent /doivent pouvoir se placer n’importe où autour d’une table
C t d t h l i l ll b ti d l i- Ce type de technologie : encourage la collaboration de plusieurs personnes
(Fitzmaurice et Buxton, 1997)

5. Tangibilité, interface tangible :
concepts de basep
- Etant donné que les objets sont manipulés en 3D sur une surface
horizontale, la grande majorité de ces tables offrent un espace de travailg j
généreux et permettent à l’utilisateur d’agir tout en parlant et en gardant un œil
sur ce que les autres font comme action (Manches et al., 2009)
- Un des points essentiels dans cette interaction : visibilité des actions des autres
utilisateurs et par conséquent, bien souvent, la compréhension du but et du
geste (Fiebrink et Morris, 2009)
- Inconvénients :
crainte de la part des sujets d’avoir une collision physique ou d’empiéter sur
le territoire du voisin difficulté à atteindre de lointains objets (Fiebrink etle territoire du voisin, difficulté à atteindre de lointains objets (Fiebrink et
Morris, 2009)
contraintes en termes de positions naturelles : l’environnement dans lequel se
trouve l’interface va ainsi influer sur les gestes et limiter certains mouvementstrouve l interface va ainsi influer sur les gestes et limiter certains mouvements
qui seront alors des obstacles (Benford et al., 2003)
- Interfaces tangibles : redonnent une place significative à la manipulation ette aces ta g b es edo e t u e p ace s g cat e à a a pu at o et
exploitent la dextérité acquise par les êtres humains au sein de leur
environnement quotidien (Couture et al., 2007)

6. Tangibilité, interface tangible :
concepts de basep
Conclusion intermédiaireConclusion intermédiaire
(ou hypothèse) :
-Interface tangible de type table :
améliore l’action à plusieurs en permettant une
meilleure coordination gestuellemeilleure coordination gestuelle,
des actions en parallèle à plusieurs,
Une meilleure perception de l’espace et desUne meilleure perception de l’espace et des
changements de point de vue par les
déplacements possibles autour de la tabledéplacements possibles autour de la table

7. Tangibilité, interface tangible :
concepts de basep
- Affordance induite par le travail collectif :
Concept d’affordance introduit par Gibson en 1979 pilier théorique deConcept d affordance introduit par Gibson en 1979, pilier théorique de
l’approche écologique
Initialement : affordance = ce que l’objet permet à l’individu de faire dansInitialement : affordance = ce que l objet permet à l individu de faire dans
une situation, tel que le sujet le perçoit (perception par un individu d’un objet
et les actions possibles que cet objet propose) ; ensuite nombreux travaux
Mucchieli (2000) : objets affordants qui montrent les actions et leurs fonctions
plausibles = « porteurs de proposition d’interaction »
Expérimentation (LIG) pour mesurer l’affordance des objets en situation de
travail avec la table TangiSense : (1) sujets seuls + tâches avec des objets
qu’ils ne connaissaient pas ou (2) mêmes tâches avec d’autres qui
connaissaient les objets et les manipulaient : le temps de découverte des
affordances des objets est plus court dans le second cas (Becker, 2010)
Le travail collectif favorise la tâche de compréhension desLe travail collectif favorise la tâche de compréhension des
fonctions des objets tangibles (= l’affordance induite par les actions
des autres)

8. Plan
-Tangibilité interface tangible : concepts de base-Tangibilité, interface tangible : concepts de base
- Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestiong p g
de trafic routier
P é t ti d l t bl i t ti T iS- Présentation de la table interactive TangiSense
- Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion deDémonstrateur d un collecticiel pour la gestion de
trafic routier
- Conclusion et perspectives

9. Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestion
de trafic routier
Objectifs :
Apporter une aide à l'étude et la régulation du trafic en réduisant par
exemple l'attente aux feux, à la simulation de situations d'accidents, oup
à l'anticipation d'actions des véhicules afin d'émettre des hypothèses
pour fluidifier le trafic.
Outils :
• Utilisation de la table interactive TangiSense
• Utilisation d’un ensemble d’objets virtuels et tangiblesj g
• Situation de travail collectif voire collaboratif

10. Plan
-Tangibilité interface tangible : concepts de base-Tangibilité, interface tangible : concepts de base
- Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestiong p g
de trafic routier
P é t ti d l t bl i t ti T iS- Présentation de la table interactive TangiSense
- Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion deDémonstrateur d un collecticiel pour la gestion de
trafic routier
- Conclusion et perspectives

11. Présentation de la table interactive TangiSense
Architecture logicielle
Architecture en 4 couches:
• Couche Capture et Interface
manipule des objets tangibles
munis de un ou plusieurs tags parmunis de un ou plusieurs tags par
objet et crée un objet java en
l’associant à une forme
Co che Traçabilité manip le des• Couche Traçabilité manipule des
événements associés aux objets
et communique à la couche
applicative les modifications deapplicative les modifications de
positions des objets
• Couche Applicative (SMA + IHM)
gère les spécificités desgère les spécificités des
applications associée à la table
Projet ANR TTT (LIG, LAMIH, CEA, RFIDées)
TTT : Table d'interaction avec des objets Tangibles et Traçables

12. Présentation de la table interactive TangiSense
Architecture matérielle
Hardware
• Table composée de 25 dalles pour
1m x 1m de surface
• Dalles contenant 64 antennesDalles contenant 64 antennes
RFID
• Chaque dalle possède son
processeur DSPp
• Chaque antenne possède 4 LED
• Connectique Ethernetq
• La technologie permet l’interaction
avec des objets tangibles
• La technologie permet de stocker
des informations dans les objets
Projet ANR TTT (LIG, LAMIH, CEA, RFIDées)
TTT : Table d'interaction avec des objets Tangibles et Traçables

13. Présentation de la table interactive TangiSense
la table vue de l’intérieur

14. Présentation de la table interactive TangiSense
Exemple de démonstrateur
Manipulation de sons et jeu de la vie
(démonstrations à IHM 2009 et dans divers salons et journées)

15. Présentation de la table interactive TangiSense
Exemple de démonstrateur
Application éducative (apprentissage des couleurs pour des enfants de bas âge)
Sébastien Kubicki en action au NordIT-Days, Lille, 2010

16. Plan
-Tangibilité interface tangible : concepts de base-Tangibilité, interface tangible : concepts de base
- Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestiong p g
de trafic routier
P é t ti d l t bl i t ti T iS- Présentation de la table interactive TangiSense
- Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion deDémonstrateur d un collecticiel pour la gestion de
trafic routier
- Conclusion et perspectives

17. Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion
de trafic routier
Présentation : Application :
• Les infrastructures routières
permettent de gérer le trafic
autoroutierautoroutier
• Les utilisateurs peuvent être
expert en sécurité, architecture,
t ttransports...
• Les objets / agents tangibles :
Les agents matériels (FeuxLes agents matériels (Feux,
panneaux de signalisation
Les objets infrastructures
Tampon (création de nouveaux
véhicules)véhicules)
• Les objets / agents virtuels :
Routes
Véhi lVéhicules

18. Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion
de trafic routier
Objets tangibles : Objets virtuels :
Fonctionnalités des objets :
• Les objets de signalisation
Représentent les panneaux de
signalisation
Objets tangibles : Objets virtuels :
• Les objets vidéo-projetés
Les routes : constituent le circuitsignalisation
Classées par critères (danger,
obligation, interdiction, etc.)
Avertissent les véhicules
autoroutier
Les véhicules : se déplacent
aléatoirement sur les routes
• Les objets infrastructures
Représentent les modifications de la
route
Permettent d’empêcher le conducteur
d t ( t l i ) d f i
Les zones de « vie » : lieu où la
signalisation peut exercer son
action
de tourner (ex : terre-plein), de faire
ralentir le conducteur(ex : ralentisseur)
• Les objets de contrôle ou de
modification
• Les LED
Les diodes de couleur : indiquent
l’état du feu tricolore (vert orangemodification
Permettent de visualiser le
comportement des conducteurs
(vitesse, rôles)
Peuvent modifier le comportement du
l état du feu tricolore (vert, orange,
rouge)
Valident la pose des objets
conducteur

19. Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion
de trafic routier
Exemple de situation (Feux Tricolores) :

20. Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion
de trafic routier

21. Plan
Tangibilité interface tangible : concepts de base-Tangibilité, interface tangible : concepts de base
- Cahier des charges d’un collecticiel pour la gestiong p g
de trafic routier
P é t ti d l t bl i t ti T iS- Présentation de la table interactive TangiSense
- Démonstrateur d’un collecticiel pour la gestion deDémonstrateur d un collecticiel pour la gestion de
trafic routier
- Conclusion et perspectives

22. Conclusion et perspectives
- Apport du tangible à la conception de nouveaux collecticiels
- Cadre : projets ANR TTT (Table d'interaction avec des objets
Tangibles et Traçables, fin mars 10), ANR IMAGIT
(Environnement multi-acteurs multi-tables interactives à objets
tangibles et virtuels, début oct. 2010), CISIT Plaiimob (Plate-
forme de sim lation dédiée a ser ices de mobilité 09 13)forme de simulation dédiée aux services de mobilité, 09-13)
- Plusieurs démonstrateurs terminés en cours ouPlusieurs démonstrateurs terminés, en cours ou
envisagés
- Nombreuses études et expérimentations possibles
Apport du tangible : un terrain encore à défricher- Apport du tangible : un terrain encore à défricher…

23. Apports de la tangibilité à l’interaction, exemple sur
table interactive en situation de travail collectif
Atelier : Collecticiels
évolutions multidisciplinaires récentes de la thématique
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
Jean Caelen1, Mélanie Becker1,
Hervé Schultz2
1Multicom Laboratoire d’Informatique de Grenoble
Sébastien Kubicki3, Christophe Kolski 3,
Sophie Lepreux3
3U i Lill N d d F F 59000 Lill1Multicom, Laboratoire d’Informatique de Grenoble,
UMR 5217, BP 53, F-38041 Grenoble cedex 9
Prénom.nom@imag.fr
2RFIdées, arc de l’Oppidum, Bât. E, 5 rue Bouffard
Roupé, ZAC de Champfeuillet, F-38500 Voiron
3Univ. Lille Nord de France, F-59000 Lille,
UVHC, LAMIH, F-59313 Valenciennes,
CNRS, FRE 3304, F-59313 Valenciennes,
Prénom.nom@univ-valenciennes.fr