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Michel Beaudouin-Lafon, ERC Advanced Grant 2015

Combien de logiciels différents utilisez-vous par jour ? Pourquoi est-ce si compliqué de gérer du texte, des chiffres et des images dans un même document ? Les interfaces informatiques ne répondent plus aux besoins actuels. L’objectif de l’ERC Advanced Grant ONE de Michel Beaudouin-Lafon, enseignant-chercheur à l’Université Paris-Sud et membre du Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI - CNRS/Université Paris-Sud), est de repenser fondamentalement les principes de base et le modèle conceptuel des systèmes interactifs, pour permettre aux utilisateurs de s’approprier leur environnement numérique. En définissant des principes fondamentaux de l’interaction, ONE a pour but d’unifier une grande variété de styles d’interfaces et de créer des environnements interactifs plus ouverts et flexibles.

La plupart des interfaces informatiques d’aujourd’hui sont fondées sur des principes et des modèles conceptuels créés à la fin des années 70 pour des systèmes bureautiques destinés à des secrétaires de direction. Résultat : les interfaces actuelles sont conçues pour un seul utilisateur qui interagit avec une seule application sur un seul appareil avec un ensemble prédéfini d’outils pour manipuler un seul type de contenu. Mais « one is not enough » ! Nous avons besoin d’environnements flexibles et extensibles où plusieurs utilisateurs peuvent en même temps partager et manipuler du contenu. Il faut pouvoir répartir aisément les applications sur plusieurs appareils, il faut permettre aux contenus et aux outils de migrer d’un appareil à l’autre, et aux utilisateurs de choisir librement, de combiner et même de créer leurs outils pour constituer leur propre plan de travail numérique.

Ce « rêve » numérique, c’est celui de Michel Beaudouin-Lafon du Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI - CNRS/Université Paris-Sud) à travers son ERC ONE : Unified Principles of Interaction. Le projet abordera ce défi selon trois voies complémentaires : des études empiriques pour mieux comprendre l’interaction à la fois dans les mondes physique et numérique, un travail théorique pour créer un modèle conceptuel de l’interaction et des systèmes interactifs, et le développement de prototypes pour tester ces principes et concepts en laboratoire et sur le terrain.

Pour Michel Beaudouin-Lafon, l’ordinateur est un outil qui doit non seulement nous décharger de tâches fastidieuses, mais aussi augmenter nos capacités cognitives et en particulier nos capacités créatives. Il s’agit donc de développer des outils numériques qui tirent parti de notre propension à utiliser et à créer des outils dans le monde physique.

Cette notion d’outil, Michel Beaudouin-Lafon compte notamment l’approfondir avec François Osiurak, expert en sciences cognitives spécialisé dans l’usage d’outils par l’être humain, qu’il étudie en particulier avec des patients victimes d’apraxie, l’incapacité à réaliser certaines actions physiques. La notion d’outil est fondamentalement ancrée dans notre cerveau. Par exemple, les neurones qui s’activent lorsque l’on perçoit un objet qu’on estime pouvoir atteindre avec la main, s’activent également pour des objets plus éloignés dès que l’on tient un bâton qui les rend accessibles. Mais comment notre cerveau réagit-il avec une extension telle qu’un outil numérique ? Dans l’étude de l’apraxie, les patients que rencontre François Osiurak utilisent des outils de façon détournée, comme par exemple un couteau pour visser, ou un bout de papier pour caler une porte. En s’en inspirant, Michel Beaudouin-Lafon souhaite comprendre les micro-appropriations de chacun avec les interfaces informatiques, pour en exploiter les propriétés fondamentales. Il espère ainsi abolir les barrières entre applications, documents et supports numériques afin que les utilisateurs puissent se servir des éléments d’une manière qui n’a pas été forcément prévue par les programmeurs.

Mais pour combiner des objets de natures différentes, fussent-ils numériques, il faut disposer d’une base unificatrice. Or, de tels concepts unifiés n’ont jamais été formulés en interaction humain-machine. Les modèles existants se rapportent généralement à des types d’interaction particuliers : geste, parole, réalité augmentée, réalité virtuelle, etc. Un des buts de l’ERC ONE est de fournir des principes unificateurs, qui permettent de guider la conception de nouvelles interfaces plus flexibles, même s’il s’agit « seulement » de mieux mélanger les types d’interaction actuels.

Puisant son inspiration dans la physique, la biologie et la psychologie, le modèle conceptuel combinera trois niveaux : les substrats, les instruments et les environnements. Le concept de substrat d’information développé dans cette ERC correspond à un conteneur d’informations avec lequel des instruments (ou outils) numériques vont pouvoir interagir. Les substrats gèrent l’information numérique à différents niveaux d’abstraction et de représentation, ils imposent des contraintes et définissent des relations. Par exemple, un tableur exige une structuration en cellules, ce qui permet de spécifier des calculs entre les contenus des cellules. En étudiant les principes unificateurs des substrats d’information, Michel Beaudouin-Lafon souhaite conceptualiser ce qu’est le matériau informatique, comme on le fait dans le monde physique où l’on peut décrire de quels éléments, de quels matériaux, de quelles molécules est fait un objet. Ainsi, il devient possible d’utiliser un élément en fonction de ces caractéristiques intrinsèques, pour en détourner potentiellement l’usage initial.

Dans le projet, le terme instrument remplace souvent celui d’outil, évoquant les instruments de musique que l’on apprivoise petit à petit jusqu’à en devenir virtuose. Les instruments numériques doivent ainsi permettre de développer l’expertise. Les instruments manipulent des substrats d’information, mais sont eux-mêmes des substrats, manipulables par d’autres instruments, à l’image d’une palette de couleur, qui sert à appliquer des couleurs à des objets, mais dont le contenu peut être modifié. Enfin, les environnements informatiques ont jusqu’ici été organisés essentiellement en fonction des types de contenus, avec des applications pour éditer du texte, d’autres pour éditer des images, etc. Mais nos usages sont orthogonaux à cette organisation, ce qui nous oblige à constamment jongler avec des applications diverses. En structurant ce qui est mis à disposition de l’utilisateur par le concept d’activité et en supprimant la notion d’application, les environnements permettront de coordonner les substrats et les instruments dans des espaces de travail numériques adaptés aux besoins des utilisateurs, et non pas dictés par les choix des concepteurs de logiciels.

Dernier aspect de ce projet, Michel Beaudouin-Lafon souhaite fabriquer des prototypes illustrant ces nouveaux concepts. Les prototypes seront d’abord des outils de recherche, pour tester différentes hypothèses et permettre d’explorer de nouvelles possibilités. Mais il souhaite également qu’au moins un prototype soit diffusé plus largement au sein d’une communauté, comme par exemple les graphistes/designers avec qui il est en contact, ou bien la communauté des chercheurs. Pour éviter le décalage souvent important entre l’état de l’art de la recherche en IHM et les logiciels commerciaux, il souhaite qu’un prototype avancé sorte du laboratoire pour avoir un réel impact.