Maxime Guillon - Expansion de cibles pour le pointage et la sélection : Application à l'interaction à distance en chirurgie augmentée

Pointer et sélectionner une cible avec un curseur est une interaction omniprésente dans l’utilisation des ordinateurs. La sélection peut néanmoins être difficile à réaliser si le contrôle du curseur n’est pas aisé, ou encore si la cible est petite ou distante. Aussi, faciliter la sélection de cibles est un sujet d’étude essentiel et actif en Interaction Homme-Machine (IHM) et les techniques conçues sont nombreuses. Notre travail de recherche se focalise sur l’étude des techniques d’expansion de cibles. Celles-ci facilitent le pointage et la sélection en allouant à une cible une plus grande zone active, sans toutefois modifier la cible elle-même. L’algorithme d’expansion d’une technique détermine la zone active étendue de chaque cible, tandis que l’aide visuelle de la technique fournit à l’utilisateur les informations nécessaires pour exploiter l’expansion lors du pointage et sélection. Notre travail est dédié à l’aide visuelle des techniques d’expansion de cibles en abordant leur conception et leur impact sur les performances. Nous proposons dans un premier temps un espace de conception des aides visuelles. Cet espace est accompagné d’une notation matricielle de description des aides visuelles et il permet une classification des techniques d’expansion existantes. Son pouvoir génératif s’illustre par la création de huit techniques d’expansion, que nous évaluons au travers de deux expériences en laboratoire. Les résultats de ces deux expériences nous permettent de formuler un ensemble de recommandations pour les concepteurs de techniques d’expansion. Nous avançons ensuite un modèle conceptuel de performance des techniques d’expansion. Ce modèle s’appuie sur la notion de pertinence de l’information contenue dans l’aide visuelle des techniques. Il considère une tâche de sélection d’un point de vue cognitif en la décomposant en trois phases déterminées par les buts de l’utilisateur : la phase préliminaire au geste, la phase de transfert du curseur vers la cible et la phase de validation de la sélection. Nous confrontons ce modèle de performance avec des résultats expérimentaux de la littérature et d’une troisième expérience en laboratoire. Nos contributions sont appliquées à l’interaction chirurgien-ordinateur en contexte per-opératoire, c’est-à-dire en bloc opératoire durant une intervention chirurgicale. En particulier, l’entreprise partenaire de cette thèse CIFRE, Aesculap, intègre dans la prochaine version du produit OrthoPilot®, un système informatique pour la chirurgie orthopédique, une des techniques d’expansion étudiées. Nous présentons également Medical Tap-Tap, une nouvelle technique d’interaction gestuelle au pied conçue pour la validation de la sélection en contexte per-opératoire.