Cette thèse dans le domaine de l'IHM se concentre sur un cas d'application de la collaboration à distance encore peu étudié : la collaboration asymétrique entre des environnements hétérogènes distants. Les environnements hétérogènes sont des environnements comportant une multiplicité de dispositifs d'interaction. Cette multiplicité de dispositifs permet aux utilisatrices de tels environnements d'associer les données qu'elles doivent traiter aux dispositifs les plus adaptés, en fonction des rôles et capacités des personnes présentes. Par exemple, dans une salle de gestion de crise, on peut projeter au mur les informations générales sur la situation de crise, utiliser une table tactile pour interagir à plusieurs avec une carte, avoir des postes individuels équipés pour répondre aux besoins de chaque experte présente, et recourir à des appareils mobiles pour communiquer avec des agentes sur le terrain. Ces environnements sont donc utiles pour optimiser la réalisation de tâches complexes.
Cependant, faire collaborer deux environnements hétérogènes à distance pose certains défis. Tout d'abord, cela demande de se confronter aux contraintes habituelles imposées par la distance entre les collaboratrices telles qu'assurer la construction d'un contexte partagé, rendre possible le maintien d'une bonne conscience de l'espace de travail et permettre de communiquer efficacement. De plus, mettre en relation deux environnements hétérogènes distincts fait généralement apparaître de nombreuses asymétries entre ces environnements. Malheureusement, nous ne savons pas aujourd'hui quels sont les impacts de ces asymétries sur la qualité de la collaboration à distance, ce qui freine la conception de techniques d'interaction dédiées à la collaboration asymétrique à distance entre des environnements hétérogènes.
Dans cette thèse, nous proposons de répondre à deux questions de recherche concernant ce contexte de collaboration. D'abord, pour mieux comprendre ce contexte : Comment définir les différentes asymétries pouvant exister entre deux espaces d'interaction ? Ensuite, pour essayer d'améliorer la collaboration dans ce contexte : Comment développer une technique d'interaction permettant de construire et maintenir une bonne conscience des environnements hétérogènes lors d'une collaboration asymétrique à distance ?
Pour répondre à la première question, nous avons réalisé une revue systématique de la littérature des systèmes collaboratifs asymétriques. L'analyse de ces systèmes nous a permis de définir huit dimensions d'asymétries liées à des interactions ainsi que d'identifier huit défis à considérer pour la conception de futurs systèmes collaboratifs. Nous proposons aussi des travaux en cours ayant pour but de faciliter le travail de recherche dans le domaine des collaborations asymétriques : une modélisation des systèmes collaboratifs hétérogènes présentant des asymétries liées à des interactions, et un outil web.
Pour répondre à notre seconde question, nous avons développé une nouvelle technique d'interaction basée sur un World-in-Miniature représentant un environnement distant en réalité augmentée. Cette technique a été conçue pour améliorer la compréhension spatiale de l'espace distant et faciliter la communication avec les collaboratrices à distance tout en laissant un accès non-affecté à l'environnement hétérogène local. Nous avons réalisé une étude utilisateur comparant un prototype de cette technique à une technique de visioconférence sur mobile plus commune. Cette étude a démontré le potentiel de notre technique d'interaction à améliorer les collaborations asymétriques à distances entre environnements hétérogènes.
Nous terminons ce manuscrit en ouvrant des perspectives sur l'étude des systèmes collaboratifs asymétriques, et sur l'étude d'un World-in-Miniature et plus généralement des techniques d'interaction adaptées à la collaboration asymétrique d'environnements hétérogènes à distance. |
This thesis in the field of Human-Computer Interaction focuses on a relatively unexplored application of remote collaboration: asymmetric collaboration between remote, heterogeneous environments. Heterogeneous environments are those that include a variety of interaction devices. This variety of devices allows users of such environments to match the data they need to process with the most appropriate devices, depending on the roles and capabilities of the people present. For example, in a crisis management room, general information about the crisis situation can be projected onto a wall; a touchscreen table can be used for collaborative interaction with a map; individual workstations can be equipped to meet the needs of each expert present; and mobile devices can be used to communicate with field agents. These environments are therefore useful for optimizing the execution of complex tasks.
However, enabling collaboration between two heterogeneous environments remotely poses certain challenges. First, it requires addressing the usual constraints imposed by the distance between collaborators, such as ensuring the development of a shared context, maintaining a strong sense of the workspace, and enabling effective communication. Furthermore, connecting two distinct heterogeneous environments generally reveals numerous asymmetries between them. Unfortunately, we do not currently know what impact these asymmetries have on the quality of remote collaboration, which hinders the development of interaction techniques designed for asymmetric remote collaboration between heterogeneous environments.
In this thesis, we propose to address two research questions concerning this collaborative context. First, to better understand this context: How can we define the various asymmetries that may exist between two interaction spaces? Second, to try to improve collaboration in this context: How can we develop an interaction technique that enables the construction and maintenance of a good awareness of heterogeneous, asymmetric environments during remote collaboration?
To answer the first question, we first conducted a systematic literature review on asymmetric collaborative systems. The analysis of these systems allowed us to define eight dimensions of interaction-related asymmetries and to identify eight challenges to consider in the design of future collaborative systems. We also present ongoing work aimed at facilitating research in the field of asymmetric collaboration: a model of heterogeneous collaborative systems involving interaction-related asymmetries, and a web-based tool.
To address our second question, we developed a new interaction technique based on a “World-in-Miniature” that represents a remote environment in augmented reality. This technique was designed to improve spatial understanding of the remote environment and facilitate communication with remote collaborators while maintaining unimpeded access to the local heterogeneous environment. We conducted a user study comparing a prototype of this technique with a more common mobile videoconferencing technique. This study demonstrated the potential of our interaction technique to improve remote collaboration between asymmetric heterogeneous environments.
We conclude this manuscript by exploring future directions in the study of asymmetric collaborative systems, as well as the study of a “World-in-Miniature” and, more generally, interaction techniques suited to asymmetric collaboration in heterogeneous, remote environments. |