Étude des problèmes posés par la supervision des tâches utilisateur dans les environnements ambiants et conception d’un modèle permettant le suivi et l'assistance des utilisateurs dans l'exécution de ces tâches.
Le LIMSI et Supélec collaborent depuis plus de sept ans sur le thème de l'informatique ambiante. Le LIMSI et Supélec ont déjà collaboré dans le cadre du projet Digiteo IRoom (2007-2009) ayant donné lieu à la mise en place d'une pièce intelligente au LIMSI. Dans le cadre de cette thèse, les apports du LIMSI et de Supélec sont complémentaires. Le LIMSI apportera ses compétences dans le domaine de l'Interaction Homme-Machine et Supélec dans celui de la modélisation de systèmes hétérogène.
Abstract
Les systèmes ambiants sont capables de percevoir et d'agir sur l'environnement physique, de façon à s'intégrer dans les activités quotidiennes des utilisateurs. Le système pourrait alors jouer un rôle d'assistant, capable d'indiquer à l'utilisateur quelles sont les étapes à respecter pour parvenir à un but donné, proposer des alternatives en cas d'erreur, etc. Pour jouer correctement un tel rôle de supervision et d'assistance, le système doit posséder un modèle des tâches et être capable de situer l'étape en cours dans ce modèle. À partir de données issues de capteurs et de modèles des différentes entités impliquées (objets, capteurs, effecteurs, utilisateur, environnement, tâche), le système serait capable de suivre le déroulement des tâches utilisateur et de l'assister en cas de problèmes. Cette thèse vise à proposer un modèle pour la supervision et l'assistance aux tâches utilisateur dans un environnement ambiant. Ce modèle sera implémenté dans la pièce intelligente IRoom du LIMSI.
Context
Les travaux de recherche dans le domaine de l'assistance et la supervision de tâches dans des environnements ambiants sont encore à un stade embryonnaire. Faire jouer au système un tel rôle d'assistant nécessite tout d'abord de reconnaître la tâche en cours afin de pouvoir ensuite lui apporter une assistance pertinente. C'est pourquoi, la plupart des travaux existants se sont focalisés sur l'identification de postures de l'utilisateur (debout, assis, allongé, marche...) Lustrek 2009Robertson 2006. D'autres travaux se sont intéressés à la reconnaissance de l'activité de l'utilisateur Helaoui 2010Ibarguren 2006Philipose 2004 en demeurant toutefois dans des cadres bien délimités (par exemple activité dans la cuisine Pham 2009). Concernant l'assistance, certains travaux récents tentent d'appliquer des méthodes de planification Bidot 2010Schattenberg 2009 issues de l'intelligence artificielle pour assister l'utilisateur dans l'accomplissement de sa tâche.
Objectives
Contrairement à une station de travail dont les actions n’ont d’impact que sur elle-même et sur son environnement proche, un système ambiant peut intégrer des dispositifs qui lui permettent d'agir de façon plus large sur l'environnement physique (effecteurs) ou d'acquérir des informations sur cet environnement (capteurs). Outre les capteurs et effecteurs, le système ambiant intègre également des dispositifs d'interaction avec l'utilisateur. Or les capteurs disponibles dans le système peuvent fournir des indices sur le comportement des personnes (position, orientation, déplacements, ...). Ces informations pourraient alors être exploitées pour s'assurer du bon déroulement des tâches effectuées par l'utilisateur et lui proposer une assistance en cas de besoin. L'objectif de cette thèse est de proposer un modèle permettant la supervision et le suivi des tâches utilisateur ainsi que l'assistance à ce dernier en cas de besoin (erreur dans l'exécution de la tâche, omission d'une étape, etc.).
Work program
Les travaux de cette thèse sont organisés selon 4 étapes principales :
•E1 : Analyse et spécification. Cette étape concerne la réalisation d’un état de l’art, l’analyse des besoins, et la spécification de scénarios d’utilisation pertinents mettant en évidence l’intérêt de la supervision du déroulement des tâches utilisateur.
•E2 : Modélisation. Cette étape traite de l'identification et de l'organisation des objets d'intérêt à partir des scénarios définis en E1. Il s'agit de définir les techniques de modélisation qui seront utilisées pour représenter les principales entités du problème (tâches, utilisateur, environnement, système) ainsi que les mécanismes de suivi des tâches et les méthodes d'assistance.
•E3 : Outil de simulation. Cette étape a pour objectif la définition et la réalisation d'un outil de simulation permettant d'effectuer une évaluation prédictive des modèles et approches proposés en E2 et de dérouler les scénarios proposé en E1.
•E4 : Validation expérimentale.