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Driving Simulation & Virtual Reality

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PhD’s : Adrien BARTHOU
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Thèse d'Intégration des modalités de perception, action et cognition lors de l’utilisation d’un système d’aide à la conduite

INTRODUCTION

Les systèmes automatiques sont de plus en plus présents dans notre quotidien, que se soit dans le domaine professionnel, social ou encore ludique. Un système automatique peut être défini de la manière suivante :
« C’est un périphérique ou un système qui effectue une fonction (partiellement ou dans sa totalité) qui était autrefois réalisée par un opérateur humain (partiellement ou dans sa totalité) ».
On peut alors dissocier différents types de systèmes automatiques, nous nous intéresserons ici aux systèmes de présentation d’informations.
Ces systèmes sont appelés communément dans la littérature des systèmes d’aide à la décision et fournissent une information à l’opérateur qui est alors libre de l’utiliser. Dans cette interaction homme-machine, la confiance au système est un paramètre majeur déterminant l’utilisation du système par l’opérateur (M. Muir 1996, 1994, J. Lee, 1994,). La confiance apparait lorsqu’il y a un manque d’informations objectives permettant de prédire avec certitude la réussite de la tâche que le système effectue (J. Riegelsberger, 2005). La confiance de l’opérateur envers le système d’aide est un jugement, une notion subjective qui dépend de nombreux paramètres. Le plus étudié est le niveau de fiabilité du système (N. Moray, 2000, D. Wiegmann, 2001, M. Dzindolet, 2003, M. Yeh, 2001, R. Ma, 2007 M. Bisantz, 2001), mais d’autres facteurs influent comme la transparence (T. Sheridan 1988, M.T Dzindolet, 2003), ou encore la dépendance et la foi de l’utilisateur envers le système (M, Muir 1994, J. Lee, 1994). Mais, au vus d’un manque d’informations objectives, sur quels indices nous basons nous pour générer notre niveau de confiance, et particulièrement lors des premières utilisations d’un système d’aide.

SUJET

Dans ce projet de thèse, nous étudierons l’impact du réalisme de la présentation de l’information par le système d’aide. L’apparence physique du système et son Interface Homme-Machine (IHM) ont été intégrées dans certains modèles de confiance (B. Adams, 203), mais peu d’études expérimentales ont été menées afin d’en évaluer l’impact (M. Yeh en 2001 et 2000). Nous pensons que la qualité de présentation de l’information peut intervenir dans ce jugement de confiance, et en particulier lorsque que peu d’information sur les performances du système sont connues.
De même que la confiance, l’utilisation du système peut aussi être impactée par l’apparence du système. En effet, si la confiance et l’utilisation d’un système sont liées, il semble que ce lien n’est pas direct et que d’autres paramètres interviennent. L’utilisation d’un système par un opérateur peut par exemple être impactée sans pour autant que sa confiance envers ce système ne soit modifiée (M.T. Dzindolet, 2003). L’utilisation d’un système dépendrait ainsi fortement de la confiance mais pas exclusivement.
Pour ces raisons, durant notre expérimentation nous étudierons la confiance et l’utilisation du système de façons séparées.
Par ailleurs, nous supposons également que des phénomènes de complaisance puissent plus facilement intervenir lors de l’utilisation d’un système réaliste. La complaisance envers un système, comportement fréquemment cité en aéronautique (L. Singh, 1993, J. Bahner, 2007, N. Bagheri, 2008, L. Skitka, 2000), désigne le fait que l’utilisateur ne remet pas ou très peu en cause les informations données par le système malgré des informations contradictoires présentes dans l’environnement. En supposant que la qualité de présentation augmente la confiance et l’utilisation du système, il est alors possible qu’elle mène à des phénomènes de complaisance dans le cas où le système commettrait une erreur.

Confiance

Si un système apparait plus abouti graphiquement, mieux fini, cette impression de qualité peut influencer le sujet quant à l’efficacité de fonctionnement et les performances du système. On peut supposer que ceci influencera la confiance envers le système. Nous pouvons émettre l’hypothèse suivante :

- Une présentation des informations de façon réaliste augmente la confiance des sujets envers le système par rapport à une présentation graphiquement pauvre.

Utilisation

De même que pour la confiance, il est possible que la qualité de présentation augmente l’utilisation du système par l’opérateur. Des phénomènes de complaisance pourraient également apparaitre.

- Une présentation des informations de façon réaliste augmente l’utilisation du système par le sujet et pourrait mener à des phénomènes de complaisance plus aisément qu’avec un système graphiquement pauvre.

Notre étude portera sur un système d’aide à la navigation présentant à l’utilisateur des indications de direction à suivre. A ces indications s’ajoutent une représentation de l’environnement de conduite. Cette représentation, fidèle (réaliste) (Fig. 1) ou épurée (simple) (Fig. 2) détermine la « qualité » de présentation du système. Nous étudierons donc dans quelle mesure le réalisme des images présentant les informations influence la confiance du sujet envers le système ainsi que son utilisation des indications de direction données. Pour cela, plusieurs indications fournies par les systèmes ne seront pas cohérentes avec les indications présentes dans l’environnement de conduite. Voire les informations du système d’aide mettront le conducteur dans une situation critique d’usage. Nous analyseront les évolutions du niveau de confiance envers les deux systèmes utilisés ainsi que les données de conduite.

Figure 1 : GPS réaliste

Figure 2 : GPS simple

Conformément aux hypothèses, nous nous attendons à avoir une plus forte chute du niveau de confiance pour le système graphiquement épuré, et une moins grande utilisation de ses informations.

Les expérimentations seront réalisées en environnement urbain virtuel sur simulateur. L’utilisation de tels outils de simulation permettent de réguler parfaitement tous les paramètres de la conduite mais également de pouvoir mettre le conducteur dans des situations critiques engendrées par les systèmes d’aide. Nous pouvons ainsi tester en toute sécurité les réactions des sujets lors de tels évènements. Ces actions rentrent également dans le cadre du projet Européen MATISS, projet auquel la thèse est associée. Ce projet vise à utiliser et évaluer les moyens de simulation actuels pour des études de sécurité routière.

REFERENCES

Bagheri N. (2004) considering subjective trust and monitoring behaviour in assessing automation-induced « complacency »”. Proc of Human Performance

Bahner J. (2008) Misuse of automated decision aids: complacency, automation bias and the impact of training experience. Int. Jour. Human Computer Studies

Dzindolet M. (2003) The role of trust in automation reliance. Int. Jour. Human Computer Studies

Lee J. (1994) Trust Self-confidence, and operators’ adaptation to automation. Int. Jour. Human Computer Studies

Parasuramann R. (1993) Performance consequence of automation-induced « complacency ». The Int Jour of Aviation Psychology

Parasuramann R. (1997) Humans and automation: use, Misuse, disuse, abuse Human Factor

Moray N. (2003) Monitoring, complacency, scepticism and eutatic behaviour. Int. Jour.of Industrial Ergonomics

Muir M. (1994) Trust in automation. Part I. Theoretical issues in the study of trust and human intervention in automated systems. Ergonomics

Muir M. (1996) Trust in automation. Part II. Experimental studies of trust and human intervention in a process control simulation. Ergonomics

Riegelsgerger J. (2005) The mecanisme of trust: a framework for research and design. Int. of jour. of Human Computer Studies

Skitka L. (2000) Does automation bias decision-making. Int. Jour. Human Computer Studies

Yeh M. (2001) Display signaling augmented reality: effects of cue reliability and image realism on attention allocation and trust calibration. Human Factor

 

 
 
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