Projet ANR-15-CE23-0020 – AIRTIUS : Etude, design et implémentation expérimentale d'un espace tangible pour les interactions pilotes-système dans le cockpit du futur
Programme : Interactions humain-machine, objets connectés, contenus numériques, données massives et connaissance (DS0707) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur jean-luc VINOT (Ecole Nationale de l'Aviation Civile)
Montant : 564907.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : Les cockpits des avions commerciaux intègrent des panels composés d'écrans pour afficher les paramètres des différents systèmes et de nombreux contrôleurs physiques (boutons, sélecteurs, ...) pour interagir avec ces paramètres. On observe une évolution de ces cockpits vers une agrégation des systèmes, une fusion des affichages, et une dématérialisation progressive des interfaces pilotes-systèmes. De nouveaux concepts tendent à remplacer les dispositifs actuels par un nombre réduit d'écrans tactiles. L'enjeu pour les industriels est de répondre à la complexité croissante des systèmes avec une plus grande flexibilité et de moindres coûts. Par exemple, l’écran unique tactile du démonstrateur ODICIS de Thales permet une organisation dynamique des interfaces sur un support numérique générique, adaptable à différents programmes avion et hélicoptère, civil ou militaire.
Apre`s avoir largement exploré voire promu le tactile dans ce domaine, nous en voyons cependant les limites pour un cadre d’usage critique. Contrairement aux dispositifs physiques actuels, dont la perception et la manipulation passent aussi par le sens du toucher et la proprioception, les interfaces tactiles sont difficiles à utiliser sans les yeux ou en situation d'instabilité de l'aéronef. Pour des systèmes critiques, il est pourtant crucial de garantir l'usage en contexte dégradé: fumée dans le cockpit, turbulences, mais aussi stress ou surcharge cognitive des pilotes. De plus, comparée à une pleine utilisation de l’espace physique, l’interaction sur surface tactile ne favorise pas la construction d’une vision collaborative par les pilotes.
Nous faisons l’hypothèse qu’une approche mixte des interfaces, inte´grant au tactile des objets physiques et des interactions dans l’espace physique, prendrait mieux en compte les capacités sensorimotrices des pilotes et permettrait une meilleure collaboration, et par là permettrait d'identifier et de traiter les problèmes potentiels posés par le tout tactile. L’objectif scientifique central du projet est de construire et d’évaluer cette hypothèse, à travers l'exploration de dispositifs d’interaction mixte pour le cockpit. Nous nous intéressons par conséquent aux technologies haptiques, tangibles et organiques. L’haptique complète l’interaction tactile par l’envoi de signaux aux récepteurs sensoriels cutanés (vibration, pression, texture, ...). L’interaction tangible ajoute une dimension sensorielle proprio-kinesthésique ainsi qu’une meilleure conscience partagée de la situation. Enfin, le paradigme d’interaction organique, où c'est la surface qui se déforme dynamiquement pour adapter les interactions au contexte, intègre une contrainte inhérente au cockpit d’éviter la présence d’objets non fixés.
L’objectif technique du projet est de développer l’interaction mixte en contexte critique. Il implique la réalisation de prototypes d’interaction pour le cockpit, répondant aux besoins de performance, de sécurité et de flexibilité. Le projet s'appuiera donc sur la réalisation d'une plateforme de simulation et de test, basée sur des interfaces cockpit tactiles, a` laquelle seront intégrés des dispositifs et interactions physiques. Celle-ci permettra le recueil de données quantitatives et qualitatives sur les technologies mises en œuvre et la définition des propriétés et dimensions pertinentes en contexte critique. Le projet se donne ainsi les moyens de mesurer et de comparer l’impact des choix technologiques et de renseigner la criticité et la faisabilité de ces nouvelles technologies d’interface en termes de sécurité et de performance. Les résultats académiques et techniques attendus, une meilleure compréhension des paradigmes d’interaction mixte en contexte critique, seront exploitables par l'industrie. Ils visent à augmenter le niveau de maturite´ technologique (TRL) de ce type d’interaction dans le cockpit. La nature du consortium, laboratoires au sein de grandes écoles aéronautiques et PME innovantes, est en ce sens particulièrement adaptée.