Contribution à la conception centrée utilisateur et à l'évaluation d'un système interactif aidant la mobilité de personnes en situation de déficience intéllectuelle

This doctoral thesis, in Human-Computer Interaction (HCI) field, addresses the question of mobility assistance for people with intellectual disability (ID). The main goal is to use a user-centred approach to design and evaluate a navigation aid system (NAS). Navigating independently through the environment is necessary to participate in different social activities and thus, it represents a key factor of social inclusion. Usually, people with ID encounter various navigation challenges, for instance: (1) Memorise a familiar path. (2) Remember and execute complex navigation instructions. (3) Poor adaptation when conditions change due to bus stop changes for example. In order to understand the human navigation behavior and different systems designed for this purpose, the state of the art was explored aiming to identify key elements to define the main research questions: What could be the contribution to improve human spatial navigation skills? How the spatial knowledge acquisition could be improved?How could an adapted navigation aid system be designed for people with ID? In this work, the pedestrian navigation behavior is explained using a detailed model of wayfinding, which is thecognitive process behind human navigation behavior. This model is designed to highlight people needs during the navigation task and offers an opportunity to design NAS to address them more efficiently. In addition, an ontology, about human navigation, was developed to define different key words used in this navigation field including the previous model. This ontology plays an important role in establishing a strong communication between different stakeholders that collaborate in this research field (researches in psychology, human-computer interaction, etc). Furthermore, new augmented reality (AR) glasses were tested to design a navigation aid system, and were compared to a smartphone. This comparison helped to investigate the effect of the device on navigation performance and memorisation of road landmarks. At the end, the designed system was adapted during co-design workshops gathering people with ID and professionals of the institution Udapei – IMPRO (http://www.udapei59.org/). The system was tested considering two navigation tasks: (1) road crossing and (2) path following. Different aspects of road safety were considered during the co-design of the system. The obtained results are promising, and the users feel comfortable and confident about using the AR glasses on a daily basis when travelling to new destinations. This positive feedback is encouraging to upgrade the system and extend its scope to cover the entire spatial knowledge acquisition process (all states of the Wayfinding Model).Cette thèse de doctorat, dans le domaine de l’interaction humain-machine (IHM), aborde la question de l’aide à la mobilité pour les personnes présentant une déficience intellectuelle (DI). L’objectif principal est d’utiliser une approche centrée-utilisateur pour concevoir et évaluer un système d’aide à la navigation (SAN). La navigation autonome dans l’environnement est nécessaire pour participer à différentes activités sociales et représente donc un facteur clé de l’inclusion sociale. En général, les personnes atteintes d’une DI rencontrent divers problèmesde navigation, par exemple : (1) Mémoriser un chemin familier. (2) Se souvenir et exécuter des instructions de navigation complexes. (3) Adaptation limitée lorsque les conditions changent en raison d’un changement d’arrêt de bus par exemple. Afin de comprendre le comportement humain en matière de navigation et les différents systèmes conçus à cette fin, l’état de l’art a été exploré dans le but d’identifier les éléments clés permettant de définir les principales questions de recherche : Quelle pourrait être la contribution à l’amélioration des compétences humaines en matière de navigation spatiale ? Comment l’acquisition de connaissances spatiales peut-elle être améliorée ? Comment un système d’aide à la navigation adapté pourrait-il être conçu pour les personnes souffrant d’une déficience intellectuelle ? Dans ce travail, le comportement de navigation des piétons est expliqué à l’aide d’un modèle détaillé d’orientation, wayfinding, qui est le processus cognitif à l’origine du comportement de navigation humain. Ce modèle est conçu pour mettre en évidence les besoins des personnes pendant la tâche de navigation et offre la possibilité de concevoir des SAN pour y répondre plus efficacement. En outre, une ontologie, sur la navigation humaine, a été développée pour définir différents mots clés utilisés dans ce domaine de la navigation, y compris le modèle précédent. Cette ontologie joue un rôle important dans l’établissement d’une communication forte entre les différentes parties prenantes qui collaborent dans ce domaine de recherche (chercheurs en psychologie, en interaction humain-machine, etc). De nouvelles lunettes de réalité augmentée (RA) ont été testées pour concevoir un système d’aide à la navigation, et ont été comparées à un smartphone. Cette comparaison a permis d’étudier l’effet du dispositif sur les performances de navigation et la mémorisation des points de repères. Au final, le système conçu a été adapté lors d’ateliers de co-conception réunissant des personnes avec une DI et des professionnels de l’institution Udapei - IMPRO (http://www.udapei59.org/). Le système a été testé en considérant deux tâches de navigation : (1) traverser une route et (2) suivre un chemin. Différents aspects de la sécurité routière ont été pris en compte lors de la co-conception du système. Les résultats obtenus sont prometteurs, et les utilisateurs se sentent à l’aise et confiants dans l’utilisation quotidienne des lunettes de réalité augmentée lorsqu’ils se déplacent vers de nouvelles destinations. Ce retour positif nous encourage à améliorer le système et à étendre son champ d’application pour couvrir l’ensemble du processus d’acquisition de connaissances spatiales (c’est-à-dire en couvrant les états du modèle Wayfinding)