Ceci n'est pas un ordinateur

TSI AN 2000 Ceci n'est pas un ordinateur Perspectives sur l'interaction Homme-Machine Michel Beaudouin-Lafon * Department of Computer Science University of Aarhus Aabogade 34 8200 Aarhus N - Danemark mbl@daimi.au.dk ABSTRACT. This article presents some perspectives on the current and future evolution of Human-Computer Interaction and introduces Situated Computing. RÉSUMÉ. Cet article présente quelques perspectives sur l'évolution actuelle et future de l'interaction homme-machine et définit l'informatique Située. KEY WORDS: Human-Computer Interaction, Situated Computing. MOTS-CLÉS: Interaction Homme-Machine, Informatique Située. Introduction Au début des années 80, l'interaction homme-machine a connu sa première révolution : le Xerox Star [SMI 83] a ouvert la voie des interfaces utilisateurs dites graphiques, désignées par l'acronyme d'interfaces WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointing). Vingt ans plus tard, l'interaction homme-machine devrait connaître une seconde révolution car les interfaces WIMP ont aujourd'hui atteint leurs limites. Le rôle ubiquitaire de l'ordinateur rend chaque jour plus inadapté le modèle de l'écranclavier-souris posé sur un coin de bureau. Non seulement l'environnement physique de l'usage de l'ordinateur s'étend, comme en témoigne l'explosion des ordinateurs portables de toutes tailles, mais, plus généralement, le rôle de l'ordinateur a profondément changé. D'outil de calcul, scientifique d'abord, de gestion ensuite, l'ordinateur a progressivement envahi le secteur de la production avec le contrôle de procédé, celui de la bureautique avec les tableurs et traitements de texte, celui de la création avec la composition musicale, la création graphique et les effets spéciaux, enfin le marché de l'information avec le Web et le commerce électronique. * Adresse permanente: LRI, Bat 490, Université Paris-Sud, 91 405 Orsay Cedex, mbl@lri.fr

2 TSI AN 2000 Dans tous ces domaines, les systèmes informatiques augmentent les êtres humains et leur environnement physique d'un univers informatique, largement invisible sinon au travers de son interface utilisateur. L'interface est donc le lieu critique de la médiation entre le monde physique et le monde informatique. Qu'importe la puissance de calcul de la machine ou la sophistication de ses algorithmes si ceux-ci sont inaccessibles aux utilisateurs. Pour un non-informaticien, l'ordinateur se réduit à la partie avec laquelle il interagit : ses périphériques d'entréesortie, ses interfaces utilisateurs. CPU, mémoire, bus, disques n'existent pas pour lui, non pas parce qu'ils ne sont pas directement visibles, mais parce qu'ils ne déterminent pas la qualité de l'interaction avec le système informatique. Toute la science de l'interaction homme-machine réside dans la capacité à produire des illusions telles que les objets présentés à l'écran soient perçus comme ayant des caractéristiques physiques, substituant le signifiant par le signifié. Cette approche justifie l'emploi de métaphores, comme celle bien connue du "bureau" garni d'icones représentant dossiers, documents, corbeille. Mais elle contient également ses propres limites : l'illusion ne peut être entretenue parfaitement, et l'existence physique de certains objets informatiques provoque des ambiguïtés et des incohérences bien difficiles à résoudre. Lorsqu'un document est imprimé et que l'on modifie sa version électronique, la version papier reste inchangée ; inversement, si l'on annote à la main la version papier, la version électronique reste inchangée. Surtout, les métaphores limitent par leur principe ce que peut faire l'ordinateur à des imitations du monde physique, alors que l'ordinateur peut faire beaucoup plus. Ce sont tous ces possibles que devront explorer les interfaces post-wimp. Vers une informatique plus conviviale Depuis quelques années, l'évolution de l'informatique a été plus influencée par les enjeux commerciaux que par les travaux des laboratoires de recherche. A titre d'exemple, l'explosion du World-Wide Web se poursuit alors que les capacités de ses protocoles et langages (HTTP et HTML) réduisent l'interaction à sa plus simple expression : cliquer sur un lien et remplir un formulaire. JavaScript, DHTML ou les applets Java apportent certes un peu plus d'interactivité à la toile, mais font insulte aux principes élémentaires d'architecture des systèmes interactifs. Les standards en cours sont motivés par les contraintes de la compatibilité et les enjeux du commerce électronique plutôt que par le bien-être des futurs utilisateurs. Heureusement, le besoin de systèmes interactifs de meilleure qualité commence à émerger. Alors que chaque version d'un logiciel bureautique comme Word ou Excel s'accompagne d'une augmentation de 20% de son nombre de fonctions [BEA 97], les éditeurs de logiciels sentent bien qu'ils approchent des limites acceptables par les consommateurs. La grogne croissante des utilisateurs de produits Microsoft n'est pas seulement liée aux pratiques commerciales du numéro 1 du logiciel, mais aussi à la qualité de ses produits, et en premier lieu leur qualité

Ceci n'est pas un ordinateur 3 d'utilisation, ou utilisabilité. La nécessité d'une informatique plus utilisable (ou plus "conviviale") est devenu un argument publicitaire mais aussi un enjeu politique, comme en témoignent les programmes de recherche I3 (www.i3net.org) et le 5ème PCRD européens, et des programmes similaires que prépare la NSF. Mais quels sont les chemins de cette convivialité tant convoitée? La très grande majorité des systèmes interactifs commerciaux actuels procèdent d'une logique que je qualifie d'instrumentale [BEA 97] : l'ordinateur est vu comme un instrument ou un outil qui permet à l'utilisateur d'accomplir des tâches qu'il ne pourrait accomplir seul, tout au moins de façon aussi efficace. Les interfaces WIMP se rangent dans cette catégorie. Elles reposent sur les principes de la manipulation directe [SHN 83] qui prescrivent que les objets d'intérêt de l'utilisateur soient représentés de façon constante à l'écran afin de permettre leur manipulation "directe" par l'intermédiaire de périphériques d'entrée, notamment la souris. D'autres travaux de recherche, et quelques systèmes commerciaux, procèdent d'une logique différente, que je qualifie de cognitiviste : l'ordinateur est vu comme un partenaire auquel on délègue des tâches. L'objectif est de conférer à l'ordinateur des capacités de communication et de raisonnement comparables à celles de l'être humain. Les agents intelligents et les systèmes à base de communication en langage naturel entrent dans cette catégorie. Cette approche, issue de l'intelligence Artificielle, bénéficie de l'actuel engouement pour les Sciences Cognitives. Ces deux approches concernent actuellement des communautés différentes, qui souvent s'ignorent [GUI 99]. Il paraît inéluctable qu'à terme elles se rencontrent car elles sont complémentaires. Le paradigme instrumental est adapté à des tâches peu structurées, non répétitives telles que la création (artistique ou non), où l'utilisateur agit par rapport à un contexte qui échappe à l'ordinateur. Le paradigme cognitiviste nécessite que l'ordinateur puisse apprendre et reproduire, et est plus adapté à des tâches plus opératives ou stéréotypées, portant sur un domaine pointu plus facile à couvrir pour la machine. L'exemple ci-dessous illustre la complémentarité de ces deux approches. Un utilisateur se connecte à une bibliothèque numérique pour chercher un ouvrage. Il peut souhaiter déléguer la recherche à son agent logiciel personnel, qui connaît ses goûts et habitudes, en communiquant avec lui dans un langage pseudonaturel parlé ou écrit, par exemple pour chercher "un bon bouquin pour les vacances". Mais il peut aussi vouloir déambuler dans la bibliothèque s'il ne sait pas précisément ce qu'il cherche ou s'il cherche quelque chose d'inhabituel pour lui. Grâce à la visualisation interactive d'information [CAR 99], il peut interagir en temps réel avec des représentations graphiques du contenu de la bibliothèque, appliquer des filtres et critères de recherche et affiner sa recherche en fonction des résultats. La puissance de calcul de l'ordinateur permet de générer les présentations graphiques, sans les interpréter. La puissance d'analyse du système visuel humain permet à l'utilisateur d'extraire les informations pertinentes et guide son exploration.

4 TSI AN 2000 Ces deux types d'interfaces sont, chacune à leur façon, conviviales. Elles sont également irréductibles l'une à l'autre : la recherche non ciblée avec un agent logiciel sera sûrement frustrante, car l'agent ne sait pas quoi chercher, tandis que la recherche ciblée avec un système de visualisation interactive peut s'avérer fastidieuse, car la logique d'accès n'est pas personnalisée. Ce qui distingue ces deux interfaces, c'est le type de tâche pour lesquelles elles sont conçues, et donc les situations d'usage. La notion de situation, et plus généralement de contexte, est certainement l'enjeu majeur des interfaces post-wimp : l'être humain, fondamentalement, agit en fonction de la situation [SUC 87], aussi l'ordinateur doitil permettre d'adapter l'interaction au contexte d'utilisation. Les enjeux de l'informatique située Wendy Mackay et moi avons introduit le terme d'informatique Située (Situated Computing en anglais) pour décrire une approche de conception des systèmes interactifs qui prenne en compte le contexte et les situations d'usage. L'objet de cette approche n'est pas seulement de rendre les systèmes informatiques adaptables (approche instrumentale) ou adaptatifs (approche cognitiviste), mais de concevoir des systèmes flexibles, qui puissent être façonnés par les utilisateurs de manière non anticipée par les concepteurs, et qui puissent évoluer avec les usages : il s'agit de passer du "User-Centered Design" [NOR 86] au "Context-Centered Design". Nous avons identifié quatre types de contextes pertinents pour l'informatique Située : Contexte physique : la forme d'un ordinateur reflète son contexte physique d'utilisation. Un ordinateur de bureau n'a pas la même forme qu'un PDA, et ne peut donc permettre les mêmes formes d'usage. L'informatique mobile et surtout la réalité augmentée [WEL 93], qui intègre objets physiques et objets informatiques, offrent de nouvelles perspectives d'intégration des ordinateurs à l'environnement physique. Contexte humain : les systèmes informatiques sont utilisés par des humains et doivent donc exploiter au mieux leurs capacités perceptives, motrices et cognitives. L'aspect sensori-moteur a été relativement peu étudié au profit de l'aspect cognitif, jugé plus "noble". Pourtant, des techniques d'interaction novatrices comme l'interaction bi-manuelle [BIE 93] permettent des gains de 40% dans des tâches courantes de sélection. D'autre part, le canal visuel est sur-employé au détriment des canaux auditifs et tactiles dont les propriétés pourraient être utilement exploitées. Contexte social : l'ordinateur est devenu un outil personnel alors que nos activités sont plus que jamais des activités de groupe. Malgré les réseaux, partager des documents, travailler ensemble sur place ou à distance reste compliqué : l'ordinateur est encore un piètre média de communication. Surtout, la majorité de nos interactions sociales sont informelles, implicites, et font appel à notre perception périphérique. A l'exception des travaux sur les médiaspaces [MAC 99], ces dimensions de l'interaction sociale restent largement à explorer.

Ceci n'est pas un ordinateur 5 Contexte organisationnel : les systèmes informatiques sensés résoudre les problèmes organisationnels des entreprises ne font qu'accentuer leurs rigidités. De plus en plus souvent, "c'est la faute à l'ordinateur". Les causes de ces rigidités résident notamment dans le fait que les systèmes informatiques sont conçus par rapport à des modèles idéalisés de fonctionnement des organisations [HAR 99]. Pourtant chacun sait que les pratiques de travail sont faites d'accommodations, de détournements, d'innovations parfois qui permettent de faire face aux situations imprévues ou d'améliorer la routine. Face aux roseaux que sont les organisations humaines, les ordinateurs font figure de chênes qui souvent se cassent. L'enjeu principal de l'informatique Située est de réconcilier l'humain avec la technologie, de réévaluer les rôles respectifs de chacun afin que les systèmes sociotechniques émergents soient centrés sur les utilisateurs et les usages, pas sur la technologie. Déjà, des thèmes de recherche comme la réalité augmentée, l'informatique mobile, l'interaction multimodale, la conception participative ouvrent la voie. Mais il faut aller beaucoup plus loin si l'on veut tirer le meilleur parti de la puissance croissante des machines et faire de l'ordinateur un instrument au service de chacun au sein d'une société toujours plus complexe. Références [BEA 97] BEAUDOUIN-LAFON, M., "Interaction instrumentale : de la manipulation directe à la réalité augmentée", Actes Neuvièmes Journées sur l'interaction Homme-Machine, IHM'97, Cépaduès-Editions, 1997. [BIE 93] BIER, E., STONE, M., PIER, K., BUXTON, W., DE ROSE, T., "Toolglass and Magic Lenses : the See-Through Interface". Proceedings ACM SIGGRAPH, p. 73-80, 1993. [CAR 99] CARD, S.K., MACKINLAY, J.D., SHNEIDERMAN, B., Readings in Information Visualization : Using Vision to Think, Morgan Kaufmann, 1999. [GUI 99] GUIARD, Y., "L'IHM aux yeux des Sciences Cognitives : une image à renforcer", Actes Onzièmes Journées sur l'interaction Homme-Machine, IHM99, Cépaduès-Editions, 1999. [HAR 99] HARRIS, J. & HENDERSON, A., "A Better Mythology for System Design", Proceedings Human Factors in Computing Systems, CHI99, ACM Press, p. 88-95, 1999. [MAC 99] MACKAY, W.E., "Media Spaces : Environments for Informal Multimedia Interaction", Computer Supported Co-operative Work, Beaudouin-Lafon, M. (Ed.), Trends in Software 7, John Wiley & Sons, 1999. [NOR 86] NORMAN, D.A. & DRAPER, S.W., User Centered System Design: New Perspectives on Human-Computer Interaction, Lawrence Erlbaum Associates, 1986. [SHN 83] SHNEIDERMAN, B.,"Direct Manipulation : a Step Beyond Programming Languages". IEEE Computer, 16(8):57-69, août 1983. [SMI 83] SMITH, D., IRBY, C., KIMBALL, R., VERPLANK, B., HARSLEM, E., "Designing the Star User Interface", Byte, 7(4):242-282, avril 1982. [SUC 87] SUCHMAN, L., Plans and Situated Action: The Problem of Human-Machine Communication. CambridgePress, Cambridge, 1987. [WEL 93] WELLNER, P., MACKAY, W.E., GOLD, R., "Computer-Augmented Environments". Special Issue of Communications of the ACM, 23(7), juillet 1993.