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A paradigm of an interaction context-aware pervasive multimodal multimedia computing system

Authors
Publisher
École de technologie supérieure
Publication Date
Disciplines
  • Communication
  • Computer Science
  • Education
  • Mathematics

Abstract

La communication est un aspect très important de la vie humaine ; elle permet aux êtres humains de se rapprocher les uns avec les autres comme individus et en tant que groupes indépendants. En informatique, le but même de l'existence de l'ordinateur est la diffusion de l'information - de pouvoir envoyer et recevoir l'information. Cependant, la capacité d’échanger de l’information entre humains ne se transfère pas quand l'humain interagit avec l'ordinateur. Sans intervention externe, les ordinateurs ne comprennent pas notre langue, ne comprennent pas comment le monde fonctionne et ne peuvent percevoir des informations sur une situation donnée. Dans une installation typique traditionnelle (souris - clavier - écran) l'information explicite fournie à l'ordinateur produit un effet contraire à la promesse de transparence et à la technologie calme ; c’était la vision du calcul omniprésent de Weiser (Weiser 1991 ; Weiser et Brown 1996). Pour renverser cette tendance, nous devons trouver les moyens et la méthodologie qui permettent à des ordinateurs d'avoir accès au contexte. C'est par ce dernier que nous pouvons augmenter la richesse de la communication dans l'interaction personne-ordinateur, et donc de bénéficier des avantages le plus susceptibles des services informatiques. Comme le montre bien la littérature, le contexte est une idée subjective qui évolue dans le temps. Son interprétation est généralement propre au chercheur. L'acquisition de l'information contextuelle est essentielle. Cependant, c'est l'utilisateur qui décidera si le contexte envisagé est correctement capturé/acquis ou pas. La littérature montre que l'information contextuelle est prédéfinie par quelques chercheurs dès le début – ceci est correcte si le domaine d'application est fixe. Cette définition devient incorrecte si nous admettons qu'un utilisateur typique réalise différentes tâches de calcul à différentes occasions. Dans le but de proposer une conception plus concluante et plus inclusive, nous pensons que le contenu de l’information contextuelle ne devrait être défini que par l'utilisateur. Ceci nous mène au concept de l'acquisition incrémental du contexte où des paramètres de contexte sont ajoutés, modifiés ou supprimés, un paramètre de contexte à la fois. Dans ce même ordre d’idée, nous élargissons la notion du contexte au contexte de l’interaction (CI). Le CI est le terme qui est employé pour se rapporter au contexte collectif de l'utilisateur (c.-à-d. contexte d'utilisateur), de son milieu de travail (c.-à-d. contexte d'environnement) et de son système de calcul (c.-à-d. contexte de système). Logiquement et mathématiquement, chacun de ces éléments de CI - contexte d'utilisateur, contexte d'environnement et contexte de système - se compose de divers paramètres qui décrivent l'état de l'utilisateur, de son lieu de travail et de ses ressources informatiques pendant qu'il entreprend une activité en accomplissant sa tâche de calcul. Chacun de ces paramètres peut évoluer avec le temps. Par exemple, la localisation de l'utilisateur est un paramètre de contexte d'utilisateur et sa valeur évoluera selon le déplacement de l'utilisateur. Le niveau de bruit peut être considéré comme paramètre de contexte d'environnement ; sa valeur évolue avec le temps. De la même manière, la largeur de bande disponible qui évolue sans interruption est considérée comme paramètre de contexte de système. Pour réaliser une définition incrémentale du contexte, nous avons développé un outil appelé machine virtuelle à couches pour le contexte de l’interaction. Cet outil peut être utilisé pour : a) ajouter, modifier et supprimer un paramètre de contexte d'une part et b) déterminer le contexte dépendamment des senseurs (c.-à-d. le contexte est déterminé selon les paramètres dont les valeurs sont obtenues à partir des données brutes fournies par des senseurs). Afin de maximiser les bienfaits de la richesse du CI dans la communication personnemachine, la modalité de l'interaction ne devrait pas être limitée à l'utilisation traditionnelle souris-clavier-écran. La multimodalité tient compte d'un éventail de modes et de formes de communication, choisis et adaptés au contexte de l'utilisateur. Dans la communication multimodale, les faiblesses d'un mode d'interaction sont compensées en le remplaçant par un autre mode de communication qui est plus appropriée à la situation. Par exemple, quand l'environnement devient fâcheusement bruyant, l’utilisation de la voix n’est pas appropriée ; l'utilisateur peut opter pour la transmission de texte ou l'information visuelle. La multimodalité favorise également l'informatique inclusive comme ceux ayant un handicap permanent ou provisoire. Par exemple, la multimodalité permet d’utiliser une façon originale pour présenter des expressions mathématiques aux utilisateurs malvoyants (Awdé 2009). Avec le calcul mobile, la multimodalité ubiquitaire et adaptative est plus que toujours susceptible d'enrichir la communication dans l'interaction personne-machine et de fournir les modes les plus appropriés pour l'entrée / la sortie de données par rapport à l’évolution du CI. Un regard à la situation actuelle nous informe qu'un grand effort a été déployé en trouvant la définition du contexte, dans l'acquisition du contexte, dans la diffusion du contexte et l'exploitation du contexte dans un système qui a un domaine d'application fixe (par exemple soins de santé, l’éducation, etc.). Par ailleurs, des efforts de recherches sur le calcul ubiquitaire étaient développés dans divers domaines d'application (par exemple localisation de l'utilisateur, identification des services et des outils, etc.). Cependant, il ne semble pas y avoir eu un effort pour rendre la multimodalité ubiquitaire et accessible à diverses situations de l'utilisateur. À cet égard, nous fournissons un travail de recherche qui comblera le lien absent. Notre travail – Le paradigme du système multimodal multimédia ubiquitaire sensible au contexte de l’intéraction – est une conception architecturale qui montre l'adaptabilité à un contexte beaucoup plus large appelé le contexte d'interaction. Il est intelligent et diffus, c.-àd. fonctionnel lorsque l'utilisateur est stationnaire, mobile ou sur la route. Il est conçu avec deux buts à l'esprit. D'abord, étant donné une instance de CI qui évolue avec le temps, notre système détermine les modalités optimales qui s’adaptent à un tel CI. Par optimal, nous entendons le choix des modalités appropriées selon le contexte donné de l'interaction, les dispositifs multimédias disponibles et les préférences de l'utilisateur. Nous avons conçu un mécanisme (c.-à-d. un paradigme) qui réalise cette tâche. Nous avons également simulé sa fonctionnalité avec succès. Ce mécanisme utilise l'apprentissage de la machine (Mitchell 1997 ; Alpaydin 2004 ; Hina, Tadj et al. 2006) et un raisonnement à base de cas avec apprentissage supervisé (Kolodner 1993 ; Lajmi, Ghedira et al. 2007). L’entrée à ce composant est une instance de CI. Les sorties sont a) la modalité optimale et b) les dispositifs associés. Ce mécanisme contrôle continuellement le CI de l'utilisateur et s'adapte en conséquence. Cette adaptation se fait par la reconfiguration dynamique de l'architecture du système multimodal diffus. En second lieu, étant donné une instance de CI, la tâche et les préférences de l'utilisateur, nous avons conçu un mécanisme qui permet le choix automatique des applications de l'utilisateur, les fournisseurs préférés à ces applications et les configurations préférées de la qualité du service de ces fournisseurs. Ce mécanisme fait sa tâche en consultation avec les ressources informatiques, percevant les fournisseurs disponibles et les restrictions possibles de configuration. Indépendamment des mécanismes mentionnés ci-dessus, nous avons également formulé des scénarios quant à la façon dont un système doit présenter l'interface utilisateurs étant donné que nous avons déjà identifié les modalités optimales qui s’adaptent au CI de l'utilisateur. Nous présentons des configurations possibles d’interfaces unimodales et bimodales fondées sur le CI donné et les préférences de l'utilisateur. Notre travail est différent du reste des travaux précédents dans le sens que notre système capture le CI et modifie son architecture dynamiquement de façon générique pour que l'utilisateur continue de travailler sur sa tâche n'importe quand n'importe où, indépendamment du domaine d'application. En effet, le système que nous avons conçu est généralement générique. Il peut être adapté ou intégré facilement dans divers systèmes de calcul, dans différents domaines d’applications, avec une intervention minimale. C'est notre contribution à ce domaine de recherche. Des simulations et des formulations mathématiques ont été fournies pour soutenir nos idées et concepts liés à la conception du paradigme. Un programme Java a été développé pour soutenir notre concept de la machine virtuelle à couches pour le CI incrémental.

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