Interaction homme-machine et mémoire

INTERACTION HOMME-MACHINE ET MÉMOIRE Perspectives pour la gestion des situations à risques

Sujets de discussion

Comment aider l’opérateur humain à gérer les événements non anticipés ? Représenter les contraintes de fonctionnement du

système (invariants) dans l’interface permet de mieux accéder à la signification des événements présentés Le rappel comme outil d’évaluation de l’activité du point de

vue des représentations


Pourquoi l’expert en cardiologie traite le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) par rapport au médecin moins expérimenté ? Représentation ‘floue’ du risque et biais

Distinguer l’utilisation des représentations thématiques (gist) et de détail (verbatim)


Comment mettre en évidence les exigences des tâches de recherche d’information sur le web? la Recollection comme mesure sensible

Utiliser les paradigmes duels de mémoire (recollection vs. familiarité ; représentations ‘verbatim’ et ‘gist’)

Comment aider l’opérateur de contrôle de processus à gérer les événements non anticipés ?

Représenter les contraintes

L’opérateur de contrôle de processus

Contrôle de processus 1 produit résulte d’une transformation physique

ou chimique (nucléaire, chimie, sidérurgie,…) Complexité : grande taille, dynamique temps

réel, variables lentes et interconnectées

Opérateur Modèle mental pour détecter les défauts et en

diagnostiquer la cause Affichages graphiques comme soutien

Problème : comment l'aider à gérer les événements non anticipés par le concepteur ?

situations anormales peu familières et non anticipées

enjeu crucial pour la sécurité du système H x M


Solution : Révéler dans l'interface les contraintes

de fonctionnement pertinentes par rapport au but

Exemple d'un réservoir…


1 système = des contraintes N perturbations possibles Rythme chgt volume est déterminé Pouvoir détecter si la contrainte est violée

Mise en relation sémantique

(Semantic mapping, Bennett & Flach, 1992)

Processus qui consiste à reporter des relations et contraintes importantes dans un système sur les relations visuelles dans l'affichage Utilisé dans la conception écologique d’interfaces

(Rasmussen & Vicente, 1990) Ecological Interface Design, EID

Relations visuelles

Egalité x = y = z ? Trait horizontal

Addition x + y = z ?


Moyenne simple z = (x+y)/2 ?

Multiplication Z = x*y ?


DURESS et EID (exemple)

Vicente, K.J. (1991)

DURESS et EID

Vicente, K.J. (1991)

1 système = des contraintes N perturbations possibles Rythme chgt volume est déterminé Pouvoir détecter si la contrainte est violée

Entrées (MI1)"

Sorties (D1)"

V1"

100"

0"

Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....

L'interface écologique (Physique et Fonctionnelle) de DURESS montre la contrainte de conservation de la masse

DURESS et EID

Résultats des expériences conduites (Vicente, 1995, 2002)

Diagnostic plus rapide et plus précis des défauts

Moindre variabilité inter-individus lors du contrôle du processus

Meilleure connaissance au sujet des propriétés fonctionnelles du système

Reflètent un meilleur accès à la sémantique du domaine ?

DURESS et EID

Utiliser un paradigme de mémoire (rappel, reconnaissance)

(Vicente, 1991/1992)

avantage au rappel pour ‘l’expert’ au contrôle de DURESS lorsque les contraintes du domaine sont effectives

DURESS et EID


0!

0,05!

0,1!

0,15!

0,2!

0,25!

Novice! Expert!

Normal!Aléatoire!Défaut!

Erreur moyenne au rappel de mémoire pour trois types d'essais en contrôle de processus thermo-hydraulique simulé en fonction de l'expertise.

DURESS et EID

Vicente K.J. (1991/1992)

Réacteur embarqué (exemple)

Interface écologique (Physique et Fonctionnelle)

Opérateurs expérimentés

Diagnostic de scénarios puis rappel


Rappel correct moyen pour trois types d’essais en contrôle de réacteur à eau pressurisée en fonction de l’interface pour des opérateurs experts (Terrier, 1996)

0!0,1!0,2!0,3!0,4!0,5!0,6!0,7!0,8!0,9!

Interface P! Interface P+F!

Normal!Aléatoire!Défaut!

Réacteur embarqué (exemple)

Surveillance chirurgicale (exemple)

WHY?

Effken, Loeb, Johnson, Johnson, Reyna, 2001

Surveillance chirurgicale (exemple)

Anti-collision (exemple)

Ho, Burns, 2003. Improving pilot trust in automated collision detection and avoidance

Anti-collision (exemple)

Anti-collision (exemples)

Visser, van Dam, Mulder, van Paassen (2008). Towards an ecological design of a 4-dimensional separation assistance system

Anti-collision (exemples)

En conclusion

L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)

Aider à gérer événements non anticipés ?

représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface

aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine

En conclusion

L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)

Aider à gérer événements non anticipés ?

représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface

aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine

cadre des niveaux de traitement explique l'avantage observé au rappel (Craik & Lockhart, 1972 ; Craik, 2002)

rappel pour étudier l'activité du point de vue de la représentation mentale utilisée (e.g. Sébillotte, 1981)

En conclusion

Pourquoi le cardiologue expert juge le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) comparativement au médecin moins expérimenté ?

Représentation ‘floue’ du risque

Items (sujet 2)

Fuzzy Trace Theory (FTT) un modèle duel de mémoire

Des biais de raisonnement sur les risques aux représentations

Des représentations plus simples avec l‘expertise En conclusion

Théorie des Traces Floues

Un modèle duel (Brainerd & Reyna, 2001) Analyse et Intuition augmentent avec le

développement des compétences

Observation initiale Indépendance entre raisonnement et

capacité à garder les faits pertinents en mémoire pour les traiter (Brainerd & Kingma, 1984)

prémisses : A > B ; B > C inférence : A > C

Raisonneur extrait à l’encodage deux types de représentation

Représentation relative aux détails (verbatim)

Représentation relative au sens (gist)

Et préfère le traitement Flou Rationalité = invariance

Théorie des Traces Floues

Des biais aux représentations

Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)

effets de Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991 )

Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif

Représentation « Gist »

Explication du biais

Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991)

Choix entre 2 options pour combattre une maladie qui peut tuer 600 personnes

Cadre en termes de gains A : 200 personnes sauvées B : 1/3 chances de sauver 600 personnes ; 2/3 chances de ne sauver personne Cadre en termes de pertes C : 400 personnes meurent D : 1/3 chances que personne ne meure ; 2/3 chances que 600 personnes meurent

Cadre en termes de gains L’option risquée (B) fait peur

Cadre en termes de pertes L’option risquée (D) offre un espoir

Cadre en termes de gains Sauver des personnes est préférable à ne sauver personne, alors choisir l’option sûre

Cadre en termes de pertes Le fait que personne ne meure est préférable à la mort de quelques personnes, alors choisir l’option risquée

Représentation qualitative des options ; récupération de principes tels que « sauver des personnes est préférable à n’en sauver aucune »

Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)

biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd & Brainerd, 2003)

Des biais aux représentations

Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif

Représentation « Gist »

Explication du biais

Biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd, & Brainerd, 2003)

Estimer la probabilité d’une maladie coronarienne MC ou d’un risque d’infarctus IM afin de décider de l’admission à l’hôpital

Probabilité d’être un patient MC ou un patient IM =

MC&IM +MC&nonIM +nonMC&IM

Médecins estiment : probabilité de MC ou IM est égale à probabilité de MC

Probabilité d’avoir un patient MC typique (ne présente pas de risque IM) + probabilité d’avoir un patient MI typique (présente aussi un problème MC) = probabilité d’avoir un patient MC

(MC&nonIM+ MC et IM= MC)

Négligence de la classe non typique des patients présentant un risque d’infarctus et sans problème coronarien (nonMC&IM)

Simplification de la représentation avec l’expertise?

Travaux (dans le cadre de la FTT) sur l’acquisition d’expertise chez l’adulte

Progression de processus orientés sur le détail, computationnels, à un traitement intuitif, flou

Les gens traitent moins d’information, de façon plus qualitative (Reyna, 2004; Reyna et al. 2003)

Observons la similarité avec des travaux rapportés en ergonomie cognitive…

Contrôleurs aériens étudiés par le groupe de psychologie ergonomique de l’INRIA (Bisseret, 1979; Lafon-Milon, 1981a, 1981b)

débutant plus précis que l’expert : il calcule la séparation. Expert utilise des processus perceptifs, d’où estimation moins précise.

débutant décide en considérant séparation verticale et séparation horizontale. Expert prend en compte la valeur de séparation horizontale.


Pilotes de combat experts (Schvaneneldt, 1985)

observait un réseau de concepts plus simple chez l’expert

Diagnostic radiologique (Maloney, 1998) idée explicite d’une représentation Gist,

plus simple et plus pertinente avec l’expertise

Diagnostic médical (Ochanine, 1978) médecin a une image de la glande

thyroïde dans les différentes maladies


Exigences des tâches de recherche d’information dans des pages Web

I. Etcheverry, P. Terrier, J.-C. Marquié (soumis). Assessing web interaction with recollection: Age-related and task-related differences. International Journal of Human-Computer Studies

Recollection : une mesure sensible

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Double processus de mémoire

Plusieurs descriptions explicite vs implicite

recollection vs familiarité

verbatim vs gist

Explicite vs implicite en contrôle de processus (Terrier & Cellier, 1997, 2004)

operateurs expérimentés, réacteur à eau pressurisée

variations dans exigences cognitives de la tâche (e.g. profondeur du traitement) capturées en comparant différentes tâches de mémoire

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Double processus de mémoire

2 processus de reconnaissance Yonelinas, 2002

Recollection (remémoration consciente) Familiarité

L’effet du traitement conceptuel important sur Recollection, faible sur Familiarité

Traitement profond-superficiel, attention normale-divisée (e.g. Gardiner, 1988; Rajaram, 1993)

Implications pour le Web? (toute) manipulation qui favorise modèle mental, construction modèle de

situation, devrait influencer la recollection Long & Prat, 2002; Long et al., 2006

Traitement profond, élaboré, conduit à de meilleures performances de mémorisation (Craik, 2002)

Score de reconnaissance diffère selon que la recherche dans des pages Web est orientée ‘navigation’ ou orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004)

Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web

Utiliser l’information

Lire/ écouter/regarder

Télécharger/enregistrer

copier

imprimer

Localiser sur une page

Un contenu intéressant

Un concept relié

Une information

taggée

Un lien spécifique

Une image

Aller vers une page

Par un lien hypertextuel

Par touche retour/suivant

Par marque page

Par l’l’historique

En founissant une URL

Fournir une information

Un lien

Une adresse

réponse à une enquête

Etc.

Configurer le navigateur

Ajouter un marque page

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Gérer la fenêtre

Etc.

Réagir à l’envt

Répondre à un dialogue

Répondre à une modif.

Recharger

Etc.

Tâches

Taxonomie des tâches effectuées sur le Web (Byrne, John, Werhle, & Crow, 1999)

24 adultes jeunes (18-25) et âgés (>60) contrôles : vocabulaire (Mil-Hill); code (WAIS-R);

familiarité avec le Web (questionnaire)

phase d’étude Plusieurs tâches de recherche d’information avec 8 pages Web (.fr

domain) dans deux conditions de recherche orientée-Contenu : trouver la cible implique de traiter le contenu

de la page orientée-Navigation : trouver la cible consiste à trouver un lien


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Recherche d’information

Contenu-orientation : Quelles villes et aéroport sont desservis par le Thalys?

Navigation-orientation : Quel lien sélectionner pour trouver

de l’information sur les villes et régions?

Phase test : recollection estimée avec deux paradigmes Test Remember/Know (Tulving,1985)

on attend un meilleur score de reconnaissance, des estimations de recollection plus élevées (Remember responses) après la recherche orientée contenu

Tâche de reconnaissance à choix forcé (Lavoie & Faulkner, 2000)

Pour comparer la récupération de représentations détaillées (Verbatim-based) et sémantiques (Gist-based) en fonction de l’âge


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Adultes jeunes Adultes âgés

Test Remember/Know Effet des exigences de la recherche d’information plus marqué sur jugements ‘Remember’ que sur score global de reconnaissance (remember + know)

Proportion de cibles trouvées en phase de recherche d’information (plus d’infos)

96 items étudiés dans le test Remember/Know (mélangés avec 48 items non-étudiés)

Eléments cibles de la tâche de recherche (48)

e.g. le lien qui a été sélectionné

Eléments voisins liés à la tâche de recherche (48)

e.g. le lien près du lien sélectionné

Les différences apparaissent pour les voisins !

Recollection est sensible (plus d’infos)

Cibles et éléments voisins

60

Recollection est sensible (plus d’infos)

Cibles et éléments voisins des cibles

(e.g., page étudiée est la page “QUEBEC”)

3 types de paires et scores Reconnaissance

Etudié – Non étudié (e.g. Superficie du Québec – Porte-manteaux)

Verbatim Etudié – Non étudié lié à la page étudiée (e.g. Forêt boréale – Paysages nordiques)

Gist

Non étudié – Non étudié, lié à la page (e.g. Table – Frontière Canadienne)

Test de reconnaissance à choix forcé 36 paires

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Adultes jeunes Adultes âgés

Etcheverry et al. (soumis) Difficulté liée à l’âge dans la récupération de représentations détaillées (Verbatim)

Des exigences cognitives différentes entre la recherche orientée ‘navigation’ et la recherche orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004)

Mieux mises en évidences lorsqu’on estime les processus duels de mémoire

Et des différences liées à l’âge qui apparaissent alors

Recollection : une mesure sensible En conclusion

le niveau de généralité auquel le système doit être représenté dans l’interface (invariants)

le niveau de généralité auquel l’opérateur/utilisateur représente l’information (représentation ‘gist’ ou ‘verbatim’) pour résoudre la tâche

la contribution possible de nouveaux paradigmes de mémoire à l’évaluation de l’interaction personne x machine

En résumé : utile de considérer

MERCI… Patrice Terrier, CLLE-LTC, UMR 5263, Université de Toulouse [email protected]

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