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Doctorat sur les interfaces humain-machine modulaires (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 8 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR5217-CELCOU-002
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : vendredi 17 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Alix Goguey, Céline Coutrix et Julien Bourgeois
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les interfaces utilisateur à forme variable sont une nouvelle façon d'interagir avec la machine, en utilisant le changement dynamique dans la forme physique d'un dispositif pour interagir avec la machine. Le prototypage de ces interfaces est un défi majeur pour la communauté scientifique [Alexander et al. 2018]. L'objectif de ce doctorat est d'étudier la matière programmable comme une nouvelle façon d'implémenter les interfaces utilisateur à forme variable. La matière programmable est définie ici comme un robot modulaire composé d'un très grand nombre de robots autonomes, sphériques et détachables, à l'échelle du millimètre, qui peuvent se réarranger dans l'espace 3D, permettant autant de formes que de la pâte à modeler.
L'hypothèse de recherche est que la matière programmable permettra de lever les verrous de l'implémentation : Les implémentations actuelles des interfaces à forme variable, telles que l'actionnement pneumatique [Yao et al. 2013], les affichages à base de tiges [Robinson et al. 2016] et les structures mécaniques [Kim et al. 2018a] ne permettent pas la modularité ou la porosité de l'interface [Kim et al. 2018b]. Au contraire, la matière programmable permet d'atteindre des formes modulaire et poreuse. Malheureusement, les travaux antérieurs en Interaction Humain-Machine qui ont introduit la robotique modulaire se sont limités à une visualisation 2D faite de robots mobiles se déplaçant sur une table [Le Goc et al. 2016]. Pour atteindre l'objectif de la thèse, il est prévu de s'appuyer sur une méthodologie centrée sur l'utilisateur, autour de deux tâches principales : les techniques d'interaction et l'architecture logicielle.

Le·la doctorant·e travaillera sur les techniques d'interaction tirant parti de la modularité et/ou de la porosité de l'interface, et sur leur développement dans des interfaces utilisateur distribuées.

Technique d'interaction

À un haut niveau d'abstraction, le·la doctorant·e identifiera, par le biais de scénarios des études connexes sur les interfaces à forme variable, les nouvelles possibilités d'interaction permises par des interfaces dynamiquement reconfigurables (par exemple, fusion ou séparation de groupes de modules physiques). Les techniques d'interaction proposées seront prototypées à l'aide d'une nouvelle architecture d'interface utilisateur.

Architecture logicielle

À un bas niveau d'abstraction, l'objectif du doctorat est de proposer les bases d'une architecture d'interface utilisateur adaptées aux interfaces modulaires à forme variable. La transmission des événements utilisateurs dans le logiciel est actuellement centralisée. L'approche de recherche, en étroite collaboration avec des roboticiens, consiste d'abord à identifier et à rassembler les problèmes et les contraintes qui auraient un impact sur le développement d'applications utilisant l'approche standard de l'interface utilisateur. Ces observations seront ensuite utilisées pour évaluer dans quelle mesure notre représentation actuelle de l'architecture des applications doit changer et pour proposer des solutions adéquates. Les techniques d'interaction serviront à évaluer leur impact sur l'architecture proposée et à informer les solutions logicielles proposées.

Références

Alix Goguey, Cameron Steer, Andrés Lucero, Laurence Nigay, Deepak Sahoo, et al. PickCells: A Physically Reconfigurable Cell-composed Touchscreen. 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, May 2019, Glasgow, United Kingdom. pp.273, doi: 10.1145/3290605.3300503. URL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02413716
Laura Pruszko, Céline Coutrix, Yann Laurillau, Benoît Piranda, and Julien Bourgeois. Molecular HCI: Structuring the Cross-disciplinary Space of Modular Shape-changing User Interfaces. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction, 5(211):1–33, 2021a. doi: 10.1145/3461733. URL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03215058
Laura Pruszko, Yann Laurillau, Benoît Piranda, Julien Bourgeois, and Céline Coutrix. Impact of the Size of Modules on Target Acquisition and Pursuit for Future Modular Shape-changing Physical User Interfaces. In Proceedings of the 2021 International Conference on Multimodal Interaction (ICMI '21), Montréal, Canada, October 2021b. doi: 10.1145/3462244.3479936. URL https://hal. archives-ouvertes.fr/hal-03325220
Alexander, et al. 2018. Grand Challenges in Shape-Changing Interface Research. ACM CHI 2018. http://doi.org/10.1145/3173574.3173873
Le Goc, et al. 2016. Zooids: Building Blocks for Swarm User Interfaces. ACM UIST 2016. http://doi.org/10.1145/2984511.2984547
Kim, Coutrix, and Roudaut. 2018. KnobSlider: Design of a Shape-Changing UI for Parameter Control. ACM CHI 2018. http://doi.org/10.1145/3173574.3173913
Kim, Coutrix, et al. 2018. Morphees+: Studying Everyday Reconfigurable Objects for the Design and Taxonomy of Reconfigurable UIs. ACM CHI 2018. http://doi.org/10.1145/3173574.3174193
Robinson, Coutrix, et al. 2016. Emergeables: Deformable Displays for Continuous Eyes-Free Mobile Interaction. ACM CHI 2016. http://doi.org/10.1145/2858036.2858097
Yao, et al. 2013. PneUI: pneumatically actuated soft composite materials for shape changing interfaces. ACM UIST 2013. http://doi.org/10.1145/2501988.2502037

Contexte de travail

Le Laboratoire d'Informatique de Grenoble (LIG) est une unité mixte de recherche (dont le CNRS est l'une des tutelles) qui est situé sur le campus de Saint Martin d'Hères. Composé de 22 équipes, les 450 chercheurs, enseignants-chercheurs et doctorants du LIG abordent les différents thèmes de recherche liés à l'informatique. L'équipe IIHM s'intéresse à la conception, à l'implémentation et à l'évaluation de techniques d'interaction qui soient efficaces, utilisables et agréables. Le groupe est présent dans les principales conférences sur l'interaction humain-machine : CHI, UIST, AVI, Interact, EICS, etc. Il entretient des relations durables avec d'autres groupes de recherche en France et à l'étranger, et est bien relié à l'industrie.

http://iihm.imag.fr/

Informations complémentaires

Le doctorat est financé par l'Agence Nationale de la Recherche via le projet MolecUI : molecui.imag.fr

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