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HandiMathKey, pour écrire intuitivement les formules mathématiques

HandiMathKey est une interface de saisie des formules mathématiques pour tous, simple et intuitive. Elle vise à répondre aux limitations d’utilisation que les utilisateurs pouvaient rencontrer avec les autres éditeurs de mathématiques. Le projet de recherche s’est focalisé sur les besoins des personnes atteintes d’un handicap moteur au niveau des membres supérieurs. Cette avancée sera présentée aux Journées Innovation en Santé, le 28 janvier 2017 à la Cité des Sciences.

Ces dernières années, beaucoup de recherches se sont intéressées à la problématique de la saisie de texte et de la navigation sur le web pour les personnes en situation de handicap (moteur des membres supérieurs, troubles de parole). Ces recherches ont abouti, soit à l’adaptation d’interfaces, soit à la conception de dispositifs et/ou de logiciels dédiés visant à offrir une meilleure accessibilité à ces catégories de personnes. Les claviers virtuels, représentation d’un clavier physique à l’écran en sont une bonne illustration. Les recherches actuelles visent à concevoir une application accessible et utilisable par tous (universal access).

La plupart des personnes atteintes d’un handicap moteur au niveau des membres supérieurs utilisent un clavier virtuel associé souvent à un dispositif de pointage adapté pour interagir avec l’environnement informatique. Néanmoins, de nombreux problèmes d’accessibilité subsistent : il a été montré par exemple que la fatigue motrice due au parcours réalisé par le pointeur du dispositif de pointage à l’écran est un facteur important dans l’accessibilité des interfaces.

Suite à une expression des besoins formulée par l’association Agir, Soigner, Eduquer, Insérer (ASEI), une équipe pluridisciplinaire composée de chercheurs en interaction homme-machine, d’enseignants en mathématique et de professionnels médico-sociaux s’est intéressée à la conception et l’évaluation d’une application de saisie de formules mathématiques. Ce travail a été réalisé dans le cadre de la convention HandInnov’ entre l’Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT - CNRS/Université Toulouse 1/Université Toulouse - Jean Jaurès/Université Paul Sabatier/INP Toulouse) et l’ASEI. Il repose sur une introspection cognitive des solutions existantes, essentiellement constituées de barres de boutons associés à des symboles mathématiques et une « feuille » afin de visualiser les formules et saisir du texte. La saisie des formules reste, par ces outils, complexe et fatiguant. En effet, chaque symbole mathématique correspond à une touche pas toujours simple à trouver dans l’ensemble des barres (à un bouton affiché peut correspondre plusieurs symboles « de la même famille »). De plus, beaucoup « d’allers/retours » entre la feuille de saisie, les boutons et le clavier virtuel sont nécessaires, ce qui fatigue d’autant plus la personne atteinte d’un handicap moteur.

Une méthode de conception centrée utilisateur a été mise en œuvre avec expression de besoins des enseignants et ergothérapeutes, focus group pour l’évaluation de prototypes basse fidélité, et évaluation par des ergothérapeutes et des enfants. HandiMathKey est le résultat de ce travail. Une version Collège et une version Lycée ont été conçues afin de répondre aux besoins en formules mathématiques des élèves ou des étudiants.

La disposition du clavier de mathématique est composée de chiffres, de lettres latines et de lettres grecques. Le nombre de symboles est d’environ soixante fonctions pour le niveau collège et de quinze autres pour le niveau lycée. Un système d’onglets a été défini pour permettre à l’utilisateur de choisir les symboles disponibles dans un onglet spécifique. Ce choix de sélection a été maintenu pour diminuer la taille du clavier virtuel mathématique et pour faciliter le choix du symbole en réduisant le temps de sélection. Les symboles et les fonctions sont regroupés par thématique mathématique. Six thèmes ont été définis pour le collège et le lycée. Ce sont : Arithmétique, Géométrie, Trigonométrie, probabilité / Statistiques et fonctions. Quand un étudiant fera un exercice de géométrie, par exemple, tous les symboles géométriques sont disponibles sous l’onglet géométrique. Ce choix de conception a été retenu pour faciliter le choix du thème et ainsi, réduire le temps de sélection.

Une étude de cas a été réalisée avec une personne en situation de handicap atteinte d’une amyotrophie spinale et une expérimentation sur 12 personnes valides. Les personnes devaient recopier une série de formules mathématiques de différents thèmes sur Word avec un clavier virtuel de Windows et ensuite avec le clavier collège d’HandiMathKey. Les résultats montrent que HandiMathKey est 2 à 3 fois plus rapide pour saisir des formules que Word.

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Publication

Elodie Bertrand, Damien Sauzin, Frédéric Vella, Nathalie Dubus, Nadine Vigouroux. HandiMathKey : Mathematical Keyboard for disabled person (regular paper). Dans : International Conference on Computers Helping People with Special Needs (ICCHP 2016), Linz, Austria, 13/07/2016-15/07/2016, Springer, p. 487-494, juillet 2016.

Contacts

IRIT

Association Agir, Soigner, Éduquer, Insérer (ASEI) dans le cadre de la convention HandInnov’

  • Nathalie Dubus
  • Christine Gaillard
  • Michel Peres
  • Eloise Groleau