Modélisation et conception d’une plateforme pour
l’interaction multimodale distribuée en intelligence
ambiante
L’INTELLIGENCE AMBIANTE
L’intelligence ambiante est un domaine de recherche vaste et aux applications variées. Nous apportons, dans ce chapitre, une analyse des différents champs d’application, ce qui nous permettra de mieux en cibler les contraintes et les besoins pour l’IHM. Nous présenterons, dans un premier temps, une introduction rapide aux fondements de ce domaine. Nous préciserons ensuite la terminologie que nous emploierons dans l’ensemble de ce document. Enfin, nous montrerons la richesse de l’Ambiant à travers ses nombreuses applications.
INTRODUCTION GENERALE
Entre les années 2000 et 2010, nous avons pu voir se multiplier le nombre de terminaux mobiles. Tant dans leurs variétés que dans leurs puissances, ces terminaux ont fait un saut technologique spectaculaire et sont devenus quasiment omniprésents. Le paysage informatique subit actuellement une profonde mutation centrée sur la mobilité : celle des utilisateurs, des périphériques et des données. Pour bien différencier la situation que nous connaissions encore il y a 10 ans, nous parlerons d’ORDINATEUR PERSONNEL (en anglais personal computer, ou PC) et d’INFORMATIQUE CONVENTIONNELLE lorsque nous nous référerons à l’ordinateur « classique » composé d’un écran, d’un clavier, d’une souris et d’une unité de calcul. Bien qu’existant sous une forme portable, l’ordinateur personnel n’est pas considéré comme mobile pour des raisons de poids, d’autonomie, mais également d’usage. En effet, c’est l’aspect immédiat de l’accès à l’information qui caractérise l’informatique mobile dans ces usages. Les terminaux mobiles sont rarement éteints. Ils restent en veille, disponibles dans la seconde pour nous assister en un seul geste. A contrario, si vous décidiez de regarder la météo sur votre ordinateur portable, vous seriez accaparés par cette tâche pendant quelques minutes. Bien plus que des considérations techniques (poids, puissance, autonomie) qui évoluent très rapidement, c’est finalement l’usage qui distingue l’informatique mobile de l’informatique personnelle. Ce changement dans les usages n’en est qu’à ses balbutiements et les recherches en informatique ambiante cherchent à anticiper, évaluer et contrôler cette évolution. Par la création de nouveaux périphériques et de nouveaux moyens d’interagir, l’informatique ambiante explore les liens entre l’Homme et l’information. Mais puisque la relation homme-machine devient mobile, elle explore également les liens entre l’Homme et son environnement et donc également, les liens entre l’information et l’environnement (cf. Figure 1). L’environnement dans lequel évolue l’utilisateur est rarement pris en compte dans l’IHM traditionnelle. C’est ce 3ème facteur qui caractérise et différencie l’informatique ambiante dans son approche de l’IHM, les deux premiers étant l’utilisateur et la tâche qu’il réalise. Car l’informatique ambiante ne se résume pas à l’informatique mobile telle qu’elle est accessible aujourd’hui. Si l’on extrapole les conjectures de Moore à propos de la miniaturisation des processeurs, on peut envisager un avenir proche dans lequel l’électronique sera intégrée dans tous les objets de la vie courante. Selon l’importance que l’on donne aux différents facteurs entrant en jeu dans l’informatique ambiante, cette vision est déclinée en plusieurs thématiques que nous allons brièvement décrire.
L’INF OR M AT IQU E U BI Q U ITA IR E L’INFORMATIQUE UBIQUITAIRE
(Weiser 1993) (Kindberg & Fox 2002), également appelée informatique pervasive ou évanescente, se focalise sur la dissémination d’objets électroniques dans notre environnement au point que nous n’en aurions plus conscience. Ce domaine de recherche mise sur l’évolution des nanotechnologies et envisage la présence perpétuelle dans notre environnement quotidien, de capteurs discrets ou invisibles à l’œil nu. En plus de ces capteurs, des périphériques pouvant agir sur l’environnement, appelés effecteurs, peuvent être intégrés. Un exemple de tels effecteurs est la commande numérique d’un volet électrique, ou bien encore la commande d’une climatisation. Ces capteurs et ces effecteurs peuvent alors former un écosystème (Goumopoulos et al. 2011) auto-organisé ayant pour objectif d’adapter l’environnement aux besoins de l’utilisateur. Cette ubiquité pose cependant de nombreuses questions éthiques (cf. section II.3).
L’INTER NET D E S OBJ ET S L’INTERNET DES OBJETS
(Van Kranenburg 2007) (Atzori, Iera & Morabito 2010) se focalise sur la conséquence la plus immédiate de cette ubiquité de l’informatique : chaque objet informatique ayant une représentation virtuelle, il découle de la vision ubiquitaire que les objets de la vie quotidienne auront une représentation virtuelle. L’internet des objets pose donc la question de la nature de cette représentation, de ce qu’elle contiendra, mais aussi des moyens techniques de sa mise en œuvre. L’une des hypothèses fondatrices de l’internet des objets est de considérer que chaque objet sera accessible à tout instant par internet – grâce notamment au protocole d’adressage IPv6. On pourra ainsi connaitre son état et sa localisation à tout moment. D’une certaine manière, dans l’internet des objets, l’objet physique et les informations qui lui sont associées ne font plus qu’un. Ce domaine se focalise surtout sur les conséquences sociétales et sur les changements d’usages impliqués par la cohabitation d’objets physiques de notre environnement avec leur représentation dans un monde virtuel (que celui-ci soit internet ou toute autre structure permettant le partage d’informations). Pour les entreprises, cela représente par exemple l’opportunité de mieux gérer ses stocks (Yan & Huang 2009). D’un point de vue social, l’usage de tels objets interconnectés à travers le web permettrait de mieux assister les personnes dépendantes. Il peut permettre aux personnes handicapées ou âgées de garder un contact social avec leur entourage et leur équipe soignante (Dohr et al. 2010). Il peut également aider dans le suivi purement médical du patient. En permettant la surveillance en temps réel des constantes vitales par exemple, des périphériques ont permis d’établir des profils personnalisés de patients diabétique (Jara, Zamora & Skarmeta 2011), ce qui a conduit à une meilleure adaptation de leur traitement.
SMART TH IN G S
Dans la continuité du thème de l’internet des objets, la notion de smart things, parfois traduite par objets intelligents ou bien objets augmentés, se focalise sur l’ajout de capacités d’auto-organisation et de coopération à des objets de la vie quotidienne. Grâce à l’augmentation d’autonomie énergétique des capteurs et unités de calculs embarquées, on peut envisager que les objets communiquent entre eux dans le but d’optimiser l’usage des ressources. Cette vision s’applique à plusieurs catégories d’objets avec des objectifs différents. Ainsi, dans le cas des smartbuilding (Snoonian 2003) (Agarwal et al. 2010), l’objectif est d’utiliser la capacité d’auto-organisation des objets pour optimiser la consommation énergétique. Les smarts furniture représentent des appareils électroménagers augmentés. Ils concernent des objets au fonctionnement simple tels que des lampes qui détectent la présence des utilisateurs ou bien plus complexes tels que des réfrigérateurs intelligents capables de connaitre leur contenu et de réaliser automatiquement une liste de courses, voire de passer la commande de façon autonome. Enfin, les smarts street furniture ainsi que les smart vehicles visent à apporter une meilleure fiabilité, une meilleure sécurité, ainsi qu’un meilleur débit dans les modes de transports tant individuels que collectifs.La notion de smart things est très proche de celle d’internet des objets car elle se focalise sur l’augmentation d’objets physiques avec des capacités digitales. Cependant, contrairement à l’internet des objets qui envisage une structuration à grande échelle, l’approche smart things se focalise plutôt sur l’auto-organisation et la communication des périphériques à une échelle locale. Nous avons montré au travers de cette introduction, que l’intelligence ambiante recouvre différentes réalités. Chacune de ces réalités correspond à la mise en valeur d’un des facteurs de l’ambiant, mais toutes convergent sur un certain nombre de points communs. Afin d’éviter toute confusion dans la suite du document, nous présentons dans la section suivante, les termes que nous allons employer.
RESUME |
