Systèmes contenant de l’automatisation et leur analyse
Différents constituants de l’automatisation sont étudiés selon le domaine de recherche considéré. Nous pouvons citer le domaine de la conception de l’automatisation avec le groupe de recherche ACM SIGDA (Special Interest Group on Design Automation) qui étudie la conception électronique de l’automatisation. Egalement, nous pouvons citer le domaine des facteurs humains pour la conception de l’automatisation qui étudie la conception de l’automatisation avec la prise en compte de l’humain, de ses capacités et limitations. Nous pouvons encore citer le domaine de recherche de l’IHM où l’interaction entre l’humain et le système interactif est étudié. L’automatisation étant présente dans un nombre de plus en plus important de systèmes interactifs (cockpit, voiture, téléphone), l’IHM inclue l’étude de l’interaction entre humain et système contenant de l’automatisation. Cette thèse se situant dans le domaine de l’IHM, nous présentons l’automatisation dans le but de concevoir des systèmes interactifs contenant de l’automatisation soutenant les buts des utilisateurs et répondant à leurs besoins. A cela, s’ajoute la prise en considération de propriétés propres aux systèmes interactifs contenant de l’automatisation que nous présentons dans ce chapitre. Pour cela, nous nous intéresserons plus spécifiquement à l’analyse des tâches et fonctions de l’humain et du système pour l’atteinte d’un but commun. Dans ce chapitre nous définissons les différent concepts et méthodes pour un utilisateur et un système interactif contenant de l’automatisation. Cependant, ces définitions sont applicables à un ou plusieurs utilisateurs interagissant avec un ou plusieurs systèmes contenant de l’automatisation. La première section présente les définitions de l’automatisation. La seconde section présente des exemples de problèmes causés par une mauvaise conception de l’automatisant dans les systèmes interactifs et présente deux propriétés à garantir pour éviter ces problèmes. La troisième section présente différentes méthodes d’allocation de fonctions et de tâches entre l’utilisateur et le système interactif contenant de l’automatisation. La quatrième section présente différentes méthodes de conception des systèmes interactifs contenant de l’automatisation prenant en compte l’allocation des ressources, de l’autorité, de la responsabilité, les transitions de contrôle et l’initiative. La cinquième section conclut ce chapitre.
Définitions de l’automatisation
Les termes « automatisation » et « autonomie » ont souvent été utilisés indifféremment ou bien dans le but de mieux définir un type de système particulier (Vagia et al., 2016). Le terme Etat de l’art – Systèmes contenant de l’automatisation et leur analyse 41 automatisation a d’abord pu être défini comme l’exécution par le système d’une tâche réalisée précédemment par un humain (Raja Parasuraman, 2000). L’automatisation définie comme telle désigne la migration de tâche de l’humain vers le système. Cette définition ne capture pas les systèmes contenant de l’automatisation capables de réaliser des tâches que les humains n’avaient pas la capacité de réaliser auparavant. Nous pouvons citer par exemple, les systèmes utilisant le radar afin de sonder les fonds marins. Dans cette thèse nous considérons que l’automatisation permet aux systèmes d’exécuter des fonctions sans contrôle extérieur et d’adapter les fonctions qu’ils exécutent à de nouveaux contextes ou buts. Cette définition considère que les systèmes interactif contenant de l’automatisation sont des systèmes capables d’un certain degré d’autonomie. L’autonomie est définie par (Bradshaw et al., 2013) comme étant bidirectionnelle : Self-directedness (autogestion) : cette notion exprime la liberté du système du contrôle extérieur, son habilité à exécuter ses fonctions sans ordre émanant de l’utilisateur. Self-sufficiency (auto-suffisance) : cette notion est l’équivalent du terme français « autonome » et exprime être capable de s’occuper de soi-même, l’habilité du système à auto générer des buts. L’autosuffisance du système interactif contenant de l’automatisation permet de réduire la charge revenant aux utilisateurs. Le système interactif contenant de l’automatisation est capable de réaliser des fonctions pour soutenir un but utilisateur et est capable de s’adapter à de nouvelles situations. L’autogestion du système interactif contenant de l’automatisation est sa capacité à se passer d’un contrôle de l’utilisateur pour l’exécution de ses fonctions.
Propriétés de l’automatisation
Une automatisation avec des défauts de conception peut provoquer des problèmes de surprises d’automatisation ou de out-of-loop. Les surprises d’automatisation sont des situations où le système contenant de l’automatisation a un comportement en dehors des attentes des utilisateurs qui le supervise (Woods, 1996). Le système contenant de l’automatisation change de comportement en se basant sur des facteurs situationnels et systèmes sans donner à l’utilisateur la capacité de suivre et d’anticiper ces changements de comportement (Sarter et al., 1997). Le problème out-of-loop exprime la perte de performance que peuvent expérimenter les utilisateurs lorsqu’ils sont retirés de la boucle perception-action et qu’ils doivent réagir à une nouvelle situation ou reprendre le contrôle d’une tâche précédemment allouée au système (Endsley & Kiris, 1995). Tout comme les systèmes interactifs et les systèmes critiques, les systèmes contenant de l’automatisation possède des propriétés qui leurs sont propres. Nous présentons dans cette section deux propriétés de ces systèmes : trust et situation awareness. 2.1 Trust (J. D. Lee & See, 2004) définit la confiance (trust) comme : La manière dont un système [un agent] aidera à atteindre les objectifs d’un individu dans une situation caractérisée par l’incertitude et la vulnérabilité. La confiance utilisateur-système contenant de l’automatisation dépend de la performance, du processus ou le but du système contenant de l’automatisation (J. Lee & Moray, 1992). (T. B. Sheridan, 1988) propose des attributs de la confiance utilisateur-système contenant de l’automatisation afin de la mesurer et de la modéliser : La fiabilité du système, La robustesse du système, La familiarité : le système utilise des procédures, des termes ou des normes familières à l’utilisateur, La compréhensibilité : l’utilisateur peut former un modèle mental du système et prédire le comportement du système L’explication des intentions : le système communique explicitement qu’il agira d’une certaine façon L’utilité du système pour l’utilisateur La dépendance de l’utilisateur au système Dans la revue réalisée par (Hoff & Bashir, 2015), les auteurs identifient trois couches de variabilité de la confiance : confiance dispositionnelle (tendance durable de l’utilisateur à faire confiance au système), confiance situationnelle (dépend de la situation actuelle) et confiance acquise (dépend de l’expérience de l’utilisateur avec le système). Egalement, (Hoff & Bashir, 2015) identifie que les concepteurs peuvent fournir à l’utilisateur un retour d’information permanent sur la fiabilité de l’automatisation et les facteurs situationnels qui affectent les performances afin de favoriser une confiance appropriée de l’utilisateur au système contenant de l’automatisation.
2.2 Situation awareness (Endsley, 1995) propose une définition de situation awareness (conscience de la situation) : La situation awareness est la perception des éléments de l’environnement dans un volume de temps et d’espace, la compréhension de leur signification et la projection de leur état dans un futur proche. (Endsley, 1995) définit également trois niveaux de situation awareness : Niveau 1 : Perception des éléments de l’environnement. La première étape de pour atteindre la situation awareness est de percevoir l’état et les attributs des éléments pertinents de l’environnement. Niveau 2 : Compréhension de la situation actuelle. La deuxième étape pour atteindre la situation awareness est de comprendre la signification des éléments pertinents perçus en niveau 1. Etat de l’art – Systèmes contenant de l’automatisation et leur analyse 43 Niveau 3 : Projection des futurs états. La troisième et dernière étape pour atteindre la situation awareness est la capacité de prévoir les futures actions des éléments de l’environnement. Le modèle de la situation awareness proposé par (Endsley, 1995) est présenté en Figure 15. Ce modèle intègre les trois étapes pour atteindre la situation awareness dans le processus de prise de décision des utilisateurs.
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