Interaction homme-machine et mémoire
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INTERACTION HOMME-MACHINE ET MÉMOIRE Perspectives pour la gestion des situations à risques
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Sujets de discussion
Comment aider l’opérateur humain à gérer les événements non anticipés ? Représenter les contraintes de fonctionnement du
système (invariants) dans l’interface permet de mieux accéder à la signification des événements présentés Le rappel comme outil d’évaluation de l’activité du point de
vue des représentations
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Sujets de discussion
Pourquoi l’expert en cardiologie traite le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) par rapport au médecin moins expérimenté ? Représentation ‘floue’ du risque et biais
Distinguer l’utilisation des représentations thématiques (gist) et de détail (verbatim)
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Sujets de discussion
Comment mettre en évidence les exigences des tâches de recherche d’information sur le web? la Recollection comme mesure sensible
Utiliser les paradigmes duels de mémoire (recollection vs. familiarité ; représentations ‘verbatim’ et ‘gist’)
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Comment aider l’opérateur de contrôle de processus à gérer les événements non anticipés ?
Représenter les contraintes
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L’opérateur de contrôle de processus
Contrôle de processus 1 produit résulte d’une transformation physique
ou chimique (nucléaire, chimie, sidérurgie,…) Complexité : grande taille, dynamique temps
réel, variables lentes et interconnectées
Opérateur Modèle mental pour détecter les défauts et en
diagnostiquer la cause Affichages graphiques comme soutien
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Problème : comment l'aider à gérer les événements non anticipés par le concepteur ?
situations anormales peu familières et non anticipées
enjeu crucial pour la sécurité du système H x M
L’opérateur de contrôle de processus
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Solution : Révéler dans l'interface les contraintes
de fonctionnement pertinentes par rapport au but
Exemple d'un réservoir…
L’opérateur de contrôle de processus
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1 système = des contraintes N perturbations possibles Rythme chgt volume est déterminé Pouvoir détecter si la contrainte est violée
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Mise en relation sémantique
(Semantic mapping, Bennett & Flach, 1992)
Processus qui consiste à reporter des relations et contraintes importantes dans un système sur les relations visuelles dans l'affichage Utilisé dans la conception écologique d’interfaces
(Rasmussen & Vicente, 1990) Ecological Interface Design, EID
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Relations visuelles
Egalité x = y = z ? Trait horizontal
Addition x + y = z ?
Mise en relation sémantique
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Moyenne simple z = (x+y)/2 ?
Multiplication Z = x*y ?
Mise en relation sémantique
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DURESS et EID (exemple)
Vicente, K.J. (1991)
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DURESS et EID
Vicente, K.J. (1991)
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1 système = des contraintes N perturbations possibles Rythme chgt volume est déterminé Pouvoir détecter si la contrainte est violée
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Entrées (MI1)"
Sorties (D1)"
V1"
100"
0"
Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....
L'interface écologique (Physique et Fonctionnelle) de DURESS montre la contrainte de conservation de la masse
DURESS et EID
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Résultats des expériences conduites (Vicente, 1995, 2002)
Diagnostic plus rapide et plus précis des défauts
Moindre variabilité inter-individus lors du contrôle du processus
Meilleure connaissance au sujet des propriétés fonctionnelles du système
Reflètent un meilleur accès à la sémantique du domaine ?
DURESS et EID
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Utiliser un paradigme de mémoire (rappel, reconnaissance)
(Vicente, 1991/1992)
avantage au rappel pour ‘l’expert’ au contrôle de DURESS lorsque les contraintes du domaine sont effectives
DURESS et EID
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Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....
0!
0,05!
0,1!
0,15!
0,2!
0,25!
Novice! Expert!
Normal!Aléatoire!Défaut!
Erreur moyenne au rappel de mémoire pour trois types d'essais en contrôle de processus thermo-hydraulique simulé en fonction de l'expertise.
DURESS et EID
Vicente K.J. (1991/1992)
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Réacteur embarqué (exemple)
Interface écologique (Physique et Fonctionnelle)
Opérateurs expérimentés
Diagnostic de scénarios puis rappel
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Volume d'un réservoir peut varier pour n raisons....
Rappel correct moyen pour trois types d’essais en contrôle de réacteur à eau pressurisée en fonction de l’interface pour des opérateurs experts (Terrier, 1996)
0!0,1!0,2!0,3!0,4!0,5!0,6!0,7!0,8!0,9!
Interface P! Interface P+F!
Normal!Aléatoire!Défaut!
Réacteur embarqué (exemple)
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Surveillance chirurgicale (exemple)
WHY?
Effken, Loeb, Johnson, Johnson, Reyna, 2001
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Surveillance chirurgicale (exemple)
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Anti-collision (exemple)
Ho, Burns, 2003. Improving pilot trust in automated collision detection and avoidance
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Anti-collision (exemple)
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![Page 27: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/27.jpg)
Anti-collision (exemples)
Visser, van Dam, Mulder, van Paassen (2008). Towards an ecological design of a 4-dimensional separation assistance system
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Anti-collision (exemples)
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En conclusion
L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)
Aider à gérer événements non anticipés ?
représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface
aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine
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En conclusion
L’approche écologique des facteurs humains (Flach, 1990)
Aider à gérer événements non anticipés ?
représenter les contraintes de fonctionnement du système (invariants) dans l’interface
aide le sujet expérimenté à tirer avantage de ses connaissances, à traiter la sémantique du domaine
![Page 31: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/31.jpg)
cadre des niveaux de traitement explique l'avantage observé au rappel (Craik & Lockhart, 1972 ; Craik, 2002)
rappel pour étudier l'activité du point de vue de la représentation mentale utilisée (e.g. Sébillotte, 1981)
En conclusion
![Page 32: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/32.jpg)
Pourquoi le cardiologue expert juge le risque de façon catégorielle (risque, pas de risque) comparativement au médecin moins expérimenté ?
Représentation ‘floue’ du risque
![Page 33: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/33.jpg)
Items (sujet 2)
Fuzzy Trace Theory (FTT) un modèle duel de mémoire
Des biais de raisonnement sur les risques aux représentations
Des représentations plus simples avec l‘expertise En conclusion
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Théorie des Traces Floues
Un modèle duel (Brainerd & Reyna, 2001) Analyse et Intuition augmentent avec le
développement des compétences
Observation initiale Indépendance entre raisonnement et
capacité à garder les faits pertinents en mémoire pour les traiter (Brainerd & Kingma, 1984)
prémisses : A > B ; B > C inférence : A > C
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Raisonneur extrait à l’encodage deux types de représentation
Représentation relative aux détails (verbatim)
Représentation relative au sens (gist)
Et préfère le traitement Flou Rationalité = invariance
Théorie des Traces Floues
![Page 36: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/36.jpg)
Des biais aux représentations
Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)
effets de Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991 )
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Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif
Représentation « Gist »
Explication du biais
Cadrage (Reyna & Brainerd, 1991)
Choix entre 2 options pour combattre une maladie qui peut tuer 600 personnes
Cadre en termes de gains A : 200 personnes sauvées B : 1/3 chances de sauver 600 personnes ; 2/3 chances de ne sauver personne Cadre en termes de pertes C : 400 personnes meurent D : 1/3 chances que personne ne meure ; 2/3 chances que 600 personnes meurent
Cadre en termes de gains L’option risquée (B) fait peur
Cadre en termes de pertes L’option risquée (D) offre un espoir
Cadre en termes de gains Sauver des personnes est préférable à ne sauver personne, alors choisir l’option sûre
Cadre en termes de pertes Le fait que personne ne meure est préférable à la mort de quelques personnes, alors choisir l’option risquée
Représentation qualitative des options ; récupération de principes tels que « sauver des personnes est préférable à n’en sauver aucune »
![Page 38: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/38.jpg)
Nouvelle lecture de résultats connus et spécification de l’origine de l’erreur (représentation, traitement)
biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd & Brainerd, 2003)
Des biais aux représentations
![Page 39: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/39.jpg)
Type de biais Tâche Risque objectif Risque subjectif
Représentation « Gist »
Explication du biais
Biais dans l’intégration des risques (Reyna, Lloyd, & Brainerd, 2003)
Estimer la probabilité d’une maladie coronarienne MC ou d’un risque d’infarctus IM afin de décider de l’admission à l’hôpital
Probabilité d’être un patient MC ou un patient IM =
MC&IM +MC&nonIM +nonMC&IM
Médecins estiment : probabilité de MC ou IM est égale à probabilité de MC
Probabilité d’avoir un patient MC typique (ne présente pas de risque IM) + probabilité d’avoir un patient MI typique (présente aussi un problème MC) = probabilité d’avoir un patient MC
(MC&nonIM+ MC et IM= MC)
Négligence de la classe non typique des patients présentant un risque d’infarctus et sans problème coronarien (nonMC&IM)
![Page 40: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/40.jpg)
![Page 41: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/42.jpg)
Simplification de la représentation avec l’expertise?
Travaux (dans le cadre de la FTT) sur l’acquisition d’expertise chez l’adulte
Progression de processus orientés sur le détail, computationnels, à un traitement intuitif, flou
Les gens traitent moins d’information, de façon plus qualitative (Reyna, 2004; Reyna et al. 2003)
Observons la similarité avec des travaux rapportés en ergonomie cognitive…
![Page 43: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/43.jpg)
Contrôleurs aériens étudiés par le groupe de psychologie ergonomique de l’INRIA (Bisseret, 1979; Lafon-Milon, 1981a, 1981b)
débutant plus précis que l’expert : il calcule la séparation. Expert utilise des processus perceptifs, d’où estimation moins précise.
débutant décide en considérant séparation verticale et séparation horizontale. Expert prend en compte la valeur de séparation horizontale.
Simplification de la représentation avec l’expertise?
![Page 44: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/44.jpg)
![Page 45: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/45.jpg)
![Page 46: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/46.jpg)
![Page 47: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/47.jpg)
Pilotes de combat experts (Schvaneneldt, 1985)
observait un réseau de concepts plus simple chez l’expert
Diagnostic radiologique (Maloney, 1998) idée explicite d’une représentation Gist,
plus simple et plus pertinente avec l’expertise
Diagnostic médical (Ochanine, 1978) médecin a une image de la glande
thyroïde dans les différentes maladies
Simplification de la représentation avec l’expertise?
![Page 48: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/48.jpg)
Exigences des tâches de recherche d’information dans des pages Web
I. Etcheverry, P. Terrier, J.-C. Marquié (soumis). Assessing web interaction with recollection: Age-related and task-related differences. International Journal of Human-Computer Studies
Recollection : une mesure sensible
![Page 49: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Double processus de mémoire
Plusieurs descriptions explicite vs implicite
recollection vs familiarité
verbatim vs gist
Explicite vs implicite en contrôle de processus (Terrier & Cellier, 1997, 2004)
operateurs expérimentés, réacteur à eau pressurisée
variations dans exigences cognitives de la tâche (e.g. profondeur du traitement) capturées en comparant différentes tâches de mémoire
![Page 50: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/50.jpg)
50
Double processus de mémoire
2 processus de reconnaissance Yonelinas, 2002
Recollection (remémoration consciente) Familiarité
L’effet du traitement conceptuel important sur Recollection, faible sur Familiarité
Traitement profond-superficiel, attention normale-divisée (e.g. Gardiner, 1988; Rajaram, 1993)
Implications pour le Web? (toute) manipulation qui favorise modèle mental, construction modèle de
situation, devrait influencer la recollection Long & Prat, 2002; Long et al., 2006
![Page 51: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/51.jpg)
Traitement profond, élaboré, conduit à de meilleures performances de mémorisation (Craik, 2002)
Score de reconnaissance diffère selon que la recherche dans des pages Web est orientée ‘navigation’ ou orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004)
Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
![Page 52: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/52.jpg)
Utiliser l’information
Lire/ écouter/regarder
Télécharger/enregistrer
copier
imprimer
Localiser sur une page
Un contenu intéressant
Un concept relié
Une information
taggée
Un lien spécifique
Une image
Aller vers une page
Par un lien hypertextuel
Par touche retour/suivant
Par marque page
Par l’l’historique
En founissant une URL
Fournir une information
Un lien
Une adresse
réponse à une enquête
Etc.
Configurer le navigateur
Ajouter un marque page
Sélectionner l’aide
Changer la taille du cache
Gérer la fenêtre
Etc.
Réagir à l’envt
Répondre à un dialogue
Répondre à une modif.
Recharger
Etc.
Tâches
Taxonomie des tâches effectuées sur le Web (Byrne, John, Werhle, & Crow, 1999)
![Page 53: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/53.jpg)
24 adultes jeunes (18-25) et âgés (>60) contrôles : vocabulaire (Mil-Hill); code (WAIS-R);
familiarité avec le Web (questionnaire)
phase d’étude Plusieurs tâches de recherche d’information avec 8 pages Web (.fr
domain) dans deux conditions de recherche orientée-Contenu : trouver la cible implique de traiter le contenu
de la page orientée-Navigation : trouver la cible consiste à trouver un lien
Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
![Page 54: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/54.jpg)
54
Recherche d’information
Contenu-orientation : Quelles villes et aéroport sont desservis par le Thalys?
Navigation-orientation : Quel lien sélectionner pour trouver
de l’information sur les villes et régions?
![Page 55: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/55.jpg)
Phase test : recollection estimée avec deux paradigmes Test Remember/Know (Tulving,1985)
on attend un meilleur score de reconnaissance, des estimations de recollection plus élevées (Remember responses) après la recherche orientée contenu
Tâche de reconnaissance à choix forcé (Lavoie & Faulkner, 2000)
Pour comparer la récupération de représentations détaillées (Verbatim-based) et sémantiques (Gist-based) en fonction de l’âge
Recollection et exigences de la recherche d’informations sur le Web
![Page 56: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/56.jpg)
56
Adultes jeunes Adultes âgés
Test Remember/Know Effet des exigences de la recherche d’information plus marqué sur jugements ‘Remember’ que sur score global de reconnaissance (remember + know)
![Page 57: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/57.jpg)
![Page 58: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/58.jpg)
Proportion de cibles trouvées en phase de recherche d’information (plus d’infos)
![Page 59: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/59.jpg)
96 items étudiés dans le test Remember/Know (mélangés avec 48 items non-étudiés)
Eléments cibles de la tâche de recherche (48)
e.g. le lien qui a été sélectionné
Eléments voisins liés à la tâche de recherche (48)
e.g. le lien près du lien sélectionné
Les différences apparaissent pour les voisins !
Recollection est sensible (plus d’infos)
Cibles et éléments voisins
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60
Recollection est sensible (plus d’infos)
Cibles et éléments voisins des cibles
![Page 61: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/61.jpg)
(e.g., page étudiée est la page “QUEBEC”)
3 types de paires et scores Reconnaissance
Etudié – Non étudié (e.g. Superficie du Québec – Porte-manteaux)
Verbatim Etudié – Non étudié lié à la page étudiée (e.g. Forêt boréale – Paysages nordiques)
Gist
Non étudié – Non étudié, lié à la page (e.g. Table – Frontière Canadienne)
Test de reconnaissance à choix forcé 36 paires
![Page 62: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/62.jpg)
62
Adultes jeunes Adultes âgés
Etcheverry et al. (soumis) Difficulté liée à l’âge dans la récupération de représentations détaillées (Verbatim)
![Page 63: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/64.jpg)
Des exigences cognitives différentes entre la recherche orientée ‘navigation’ et la recherche orientée ‘contenu’ (Oulasvirta, 2004)
Mieux mises en évidences lorsqu’on estime les processus duels de mémoire
Et des différences liées à l’âge qui apparaissent alors
Recollection : une mesure sensible En conclusion
![Page 65: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/65.jpg)
le niveau de généralité auquel le système doit être représenté dans l’interface (invariants)
le niveau de généralité auquel l’opérateur/utilisateur représente l’information (représentation ‘gist’ ou ‘verbatim’) pour résoudre la tâche
la contribution possible de nouveaux paradigmes de mémoire à l’évaluation de l’interaction personne x machine
En résumé : utile de considérer
![Page 66: Interaction homme-machine et mémoire](https://reader033.fdocument.pub/reader033/viewer/2022052904/557dcf8bd8b42a63048b537d/html5/thumbnails/66.jpg)
MERCI… Patrice Terrier, CLLE-LTC, UMR 5263, Université de Toulouse [email protected]