Interacting with Smart Environments: Users, Interfaces, and Devices

A Smart Environment is an environment enriched with disappearing devices, acting together to form an “intelligent entity”. In such environments, the computing power pervades the space where the user lives, so it becomes particularly important to investigate the user’s perspective in interacting with her surrounding. Interaction, in fact, occurs when a human performs some kind of activity using any computing technology: in this case, the computing technology has an intelligence of its own and can potentially be everywhere. There is no well-defined interaction situation or context, and interaction can happen casually or accidentally. The objective of this dissertation is to improve the interaction between such complex and different entities: the human and the Smart Environment. To reach this goal, this thesis presents four different and innovative approaches to address some of the identified key challenges. Such approaches, then, are validated with four corresponding software solutions, integrated with a Smart Environment, that I have developed and tested with end-users. Taken together, the proposed solutions enable a better interaction between diverse users and their intelligent environments, provide a solid set of requirements, and can serve as a baseline for further investigation on this emerging topic

Unifying interaction across distributed controls in a smart environment using anthropology-based computing to make human-computer interaction "Calm"

Rather than adapt human behavior to suit a life surrounded by computerized systems, is it possible to adapt the systems to suit humans? Mark Weiser called for this fundamental change to the design and engineering of computer systems nearly twenty years ago. We believe it is possible and offer a series of related theoretical developments and practical experiments designed in an attempt to build a system that can meet his challenge without resorting to black box design principles or Wizard of Oz protocols. This culminated in a trial involving 32 participants, each of whom used two different multimodal interactive techniques, based on our novel interaction paradigm, to intuitively control nine distributed devices in a smart home setting. The theoretical work and practical developments have led to our proposal of seven contributions to the state of the art

Proposition d’un cadre de conception de technologies d’assistance pour des personnes âgées avec la maladie d’Alzheimer

Les nouvelles technologies d’assistance offrent aux personnes âgées avec des troubles cognitifs comme la maladie d’Alzheimer la possibilité de prolonger leur autonomie. Cependant, leur utilisation dans la vie quotidienne par cette population reste faible. L’inadéquation entre les caractéristiques des technologies et les spécificités de cette population, ainsi que la course aux fonctionnalités rendent ces technologies toujours plus complexes à apprendre à utiliser. Une des pistes de solution est d’aider le concepteur à comprendre les spécificités de la population, afin de concevoir des technologies d’assistance facile à apprendre. Cette thèse vise à contribuer à l'apprentissage des nouvelles technologies en proposant un cadre de conception de technologies d’assistance faciles à apprendre pour des personnes âgées avec la maladie d’Alzheimer. Dans cette optique, un outil d'assistance a été développé : un calendrier interactif pour faciliter l'organisation quotidienne. Deux expérimentations ont été ensuite menées afin de déterminer les facilitateurs et les barrières qui pourraient influencer l’apprenabilité d’une technologie d’assistance pour des personnes âgées avec la maladie d’Alzheimer. La première expérimentation se décomposait en deux séances où sept personnes âgées et cinq personnes avec Alzheimer ont interagi avec le calendrier et ont exprimé sous forme de dessin et de questionnaire comment elles étaient familières avec l'usage de son homologue traditionnel, le calendrier mural. La deuxième expérimentation, réalisée au domicile de deux personnes âgées avec Alzheimer, a duré entre 5 et 6 mois selon les participants pendant lesquels le calendrier était appris puis laissé au domicile de la personne âgée pour qu'elle l'utilise à sa guise. Une modalité d’affichage de l’interface utilisateur dite multicouches a été utilisée chez un des participants afin de l’accompagner dans son apprentissage. Cette approche consiste à diviser l’interface utilisateur en plusieurs couches dont chacune contient un ensemble de fonctionnalités. Tandis que l’autre modalité est sans multicouches et donne accès à toutes les fonctionnalités de la technologie d’assistance durant l’apprentissage. Les résultats de ces expérimentations ont montré que cette population était capable d’apprendre à utiliser une technologie d’assistance. Cependant, il est nécessaire que le concepteur prenne en considération l’expérience antérieure, les capacités physiques, perceptuelles et cognitives résiduelles de cette population afin d’adapter les caractéristiques de l’interface utilisateur de la technologie d’assistance. Les contributions de ce travail de recherche s’articulent autour de la conception de technologies d’assistance pour les personnes âgées atteintes de la maladie d’Alzheimer. La première contribution porte sur l’identification des facilitateurs et des barrières jouant un rôle dans l’apprenabilité de ce type de produit technologique. La seconde contribution porte sur la conception et l’implémentation de l’approche par multicouches dans une technologie d’assistance pour des personnes âgées atteintes de la maladie d’Alzheimer. Et enfin la dernière contribution porte sur la proposition d’un cadre de conception pour améliorer l’apprenabilité des technologies d’assistance pour personnes âgées atteintes de la maladie d’Alzheimer