Thèse soutenue

Modélisation du compromis vitesse précision d'une tâche de pointage humain à l'aide des outils de la théorie de l'information

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Auteur / Autrice : Julien Gori
Direction : Olivier Rioul
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Réseaux, information et communications
Date : Soutenance le 20/12/2018
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Télécom Paris (Palaiseau, Essonne ; 1878-....)
Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Caroline Appert
Examinateurs / Examinatrices : Jörg Müller, Stéphane Huot, Juan Pablo Piantanida, Yves Guiard
Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Bailly, Antti Oulasvirta

Mots clés

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Résumé

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La loi de Fitts, qui relie le temps de mouvement MT dans une tache de pointage aux dimensions de la cible visée D et W est usuellement exprimée à partir d’une imitation de la formule de la capacité de Shannon MT = a + b log 2 (1 + D/W). Toutefois, l’analyse actuelle est insatisfaisante: elle provient d’une simple analogie entre la tache de pointage et la transmission d’un signal sur un canal bruité sans qu’il n’y ait de modèle explicite de communication.Je développe d’abord un modèle de transmission pour le pointage, où l’indice de difficulté ID = log 2 (1 + D/W) s’exprime aussi bien comme une entropie de source et une capacité de canal, permettant ainsi de réconcilier dans un premier temps l’approche de Fitts avec la théorie de l’information de Shannon. Ce modèle est ensuite exploité pour analyser des données de pointage récoltées lors d’expérimentations contrôlées mais aussi en conditions d’utilisations réelles.Je développe ensuite un second modèle, focalisé autour de la forte variabilité caractéristique du mouvement humain et qui prend en compte la forte diversité des mécanismes de contrôle du mouvement: avec ou sans voie de retour, par intermittence ou de manière continue. À partir d’une chronométrie de la variance positionnelle, évaluée à partir d’un ensemble de trajectoires, on remarque que le mouvement peut-être découpé en deux phases: une première où la variance augmente et une grande partie de la distance à couvrir est parcourue, est suivie d’une deuxième au cours de laquelle la variance diminue pour satisfaire les contraintes de précision requises par la tache.Dans la deuxième phase, le problème du pointage peut-être ramené à un problème de communication à la Shannon, où l’information est transmise d’une“source” (variance à la fin de la première phase) à une “destination” (extrémité du membre) à travers un canal Gaussien avec la présence d’une voie de retour.Je montre que la solution optimale à ce problème de transmission revient à considérer un schéma proposé par Elias. Je montre que la variance peut décroitre au mieux exponentiellement au cours de la deuxième phase, et que c’est ce résultat qui implique directement la loi de Fitts.