Méthode de Conception Assistée par les Modèles pour les Systèmes Interactifs Mixtes

Interactive systems slowly evolve to become more and more transparent through the merging of physical and digital entities. These advanced forms of interaction are known as augmented reality, tangible interfaces, mixed reality, or Mixed Interactive Systems (MIS). The emergence of these paradigms has a strong impact on the design of interactive systems. Indeed, it leads designers in the handling of more variables and in the exploration a broader design space. To face such a complexity, new formalisms emerged in order to express and describe the fundamentals of these systems. Despite these theoretical advances, in practice most of the design proposals remain limited to the same set of technologies and interaction techniques. In addition, the design methodologies used in traditional HCI do not face this exploration problem. Therefore, to contribute to MIS design, we propose an original approach called "Model Assisted Creativity Session" (MACS), combining a formal interaction model and a collaborative and creative design activity. This new methodology first aims at supporting a more systematic exploration of the design space through the manipulation of concepts expressed in formalism. Then, the objective is to ease collaboration by helping a multidisciplinary team in the construction of language of reference. Overall, the method aims at providing a shared representation between designers and to allow multidisciplinary teams to explore the design space to its most entrenched boundaries thus leading them to reach innovative and creative spaces. To reach this goal, we first identify a set of fundamental principles that describe the boundaries of such a method by analyzing the several paradigms collaborative and creative design and through a review of existing design resources in the field of MIS. Based on this review, we define the core principles of the MACS method. We then investigate to what extent non-MIS experts understand two formalisms of mixed interaction. After that, we describe a set of case studies and analyze the impact of using formalism during a design session through verbal and behavioral protocol analysis. This study shows that the MACS method help participants in focusing on the design problem, in making references to the concepts expressed by the notation for expressing ideas and guide the idea generation. We conclude the presentation of our work by illustrating several MIS designed with this method and by the introduction of an interactive tool aimed at supporting these collaborative and creative design sessions.Les systèmes interactifs évoluent peu à peu et tendent vers des interactions plus transparentes où les objets physiques et les entités numériques se rencontrent et s'entremêlent. Ces formes avancées d'interaction sont maintenant connues sous des qualificatifs multiples tels que réalité augmentée, interfaces tangibles, interaction mixte ou encore Systèmes Interactifs Mixtes (SIM). L'émergence de ces paradigmes s'accompagne d'un impact fort sur la conception de ces systèmes interactifs, conduisant notamment les concepteurs à devoir manipuler plus de variables et à devoir explorer un espace de conception plus vaste. Face à cette complexité, de nouveaux formalismes sont apparus pour décrire les fondements de ces systèmes et les représenter. Malgré ces avancées théoriques, les propositions de conception restent principalement limitées à un même ensemble de technologies et de manipulations. De plus, les méthodologies de conception utilisées pour les IHM traditionnelles ne sont pas confrontées à ce verrou lié à l'exploration des possibles. En conséquence, pour contribuer à l'essor des SIM nous proposons une approche de conception appelée " Model Assisted Creativity Session " (MACS), combinant modèle formel de l'interaction mixte et activité de conception collaborative et créative. L'objectif de cette approche est tout d'abord de permettre une exploration plus systématique de l'espace de conception au travers de la manipulation des concepts exprimés par un formalisme du domaine. En outre, il s'agit de mettre à disposition un langage de référence pour une équipe pluridisciplinaire afin de faciliter la collaboration entre des participants ayant différents champs de compétences. L'intérêt est donc d'offrir une représentation partagée du problème et de permettre aux équipes pluridisciplinaires d'explorer l'espace de conception jusque dans ses limites les plus retranchées, les conduisant ainsi à atteindre des espaces innovants et créatifs. Sur la base d'une analyse des principes fondamentaux de la conception collaborative et créative et d'une revue des ressources de conception existantes dans le domaine des SIM, nous identifions un ensemble de principes permettant de décrire les contours d'une telle méthode. Nous introduisons ensuite les principes de mise en œuvre de la méthode MACS. Nous étudions ensuite les limites posées par la compréhension par des novices de deux formalismes de l'interaction mixte. Puis nous décrivons un ensemble de cas d'étude et analysons l'impact de l'utilisation du modèle sur le déroulement d'une séance de conception de SIM au travers d'une analyse de protocole verbal et comportemental. Nous montrons notamment que cette méthode permet d'aider les participants à se focaliser sur le problème de conception, à faire référence au modèle pour exprimer leurs idées et que les concepts exprimés par la notation accompagnent le processus de génération d'idées. Nous concluons la présentation de nos travaux par l'illustration de SIM issus de cette méthode ainsi que par la présentation d'un outil interactif visant à accompagner le déroulement de ces séances de conception collaboratives et créatives