ISO 9241-940:2017
(Main)Ergonomics of human-system interaction — Part 940: Evaluation of tactile and haptic interactions
Ergonomics of human-system interaction — Part 940: Evaluation of tactile and haptic interactions
ISO 9241-940:2017 - describes the types of methods that can be used for the evaluation of haptic devices and of systems that include haptic devices, - specifies a procedure for the evaluation of haptic interactions by a usability walkthrough or usability test (see Annex J), and - provides guidance on the types of methods that are appropriate for the evaluation of specific attributes of haptic systems, cross-referenced to the guidance in the relevant clauses of other International Standards (see Annexes A, B, C, D, E, F and G). It applies to the following types of interaction: - augmented reality - information overlaid on a real scene, e.g. vibrating belt indicating distance; - gesture control of a device or a virtual scenario; - unidirectional interaction such as a vibrating phone or a vibrating belt; - virtual environment - virtual space with which a user can interact with the aid of a haptic device. ISO 9241-940:2017 applies to the following types of devices: - gesture sensor, e.g. video that discerns 3D hand movements, touch screens that sense 2D touches; - kinaesthetic haptic device, e.g. desktop haptic interface; - tactile display, e.g. vibrating phone. ISO 9241-940:2017 is not applicable to standard input devices such as keyboards, mice or track balls. NOTE ISO 9241‑400 covers standard input devices, and ISO 9241‑411 applies to the evaluation of input devices such as keyboards and mice. ISO 9241-940:2017 can be used to identify the types of methods and measures for - establishing benchmarks, - establishing requirements for haptic interaction, - identifying problems with haptic interaction (formative evaluation), and - use of the criteria to establish whether a haptic system meets requirements (summative evaluation).
Ergonomie de l'interaction homme-système — Partie 940: Évaluation des interactions tactiles et haptiques
ISO 9241-940:2017 - décrit les types de méthodes pouvant être utilisés pour l'évaluation de dispositifs haptiques et de systèmes comprenant des dispositifs haptiques; - spécifie une procédure pour l'évaluation des interactions haptiques par une révision structurée de l'utilisabilité ou par un essai de l'utilisabilité (voir l'Annexe J); et - fournit des lignes directrices concernant les types de méthodes qui sont appropriés pour l'évaluation d'attributs spécifiques des systèmes haptiques, ayant fait l'objet de références croisées par rapport aux lignes directrices des articles correspondants d'autres Normes internationales (voir les Annexes A, B, C, D, E, F et G). ISO 9241-940:2017 s'applique aux types d'interaction suivants: - réalité augmentée ? informations superposées à une scène réelle, par exemple ceinture vibrante indiquant la distance; - commande gestuelle d'un dispositif ou d'un scénario virtuel; - interaction unidirectionnelle telle qu'un téléphone vibrant ou une ceinture vibrante; - environnement virtuel ? espace virtuel avec lequel un utilisateur peut interagir à l'aide d'un dispositif haptique. ISO 9241-940:2017 s'applique aux types suivants de dispositifs: - capteur de gestes, par exemple vidéo discernant les mouvements de la main en 3D, écrans tactiles captant les touches en 2D; - dispositif haptique kinesthésique, par exemple interface haptique de bureau; - écran tactile, par exemple téléphone vibrant. ISO 9241-940:2017 ne s'applique pas aux dispositifs d'entrée standard tels que claviers, souris ou boules de commande. NOTE L'ISO 9241-400 traite des dispositifs d'entrée standard, et l'ISO 9241-411 s'applique à l'évaluation des dispositifs d'entrée tels que les claviers et les souris. ISO 9241-940:2017 peut être utilisé pour identifier les types de méthodes et de mesures pour - établir des références, - établir les exigences relatives à une interaction haptique, - identifier les problèmes associés à une interaction haptique (évaluation formative), et - utiliser des critères pour déterminer si un système haptique satisfait aux exigences (évaluation sommative).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9241-940
First edition
2017-11
Ergonomics of human-system
interaction —
Part 940:
Evaluation of tactile and haptic
interactions
Ergonomie de l'interaction homme-système —
Partie 940: Évaluation des interactions tactiles et haptiques
Reference number
©
ISO 2017
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Conformance . 4
5 How to use ISO 9241-940 . 4
5.1 Structure . 4
5.2 Uses of this document . 5
5.3 Evaluation in the design and development lifecycle . 5
5.4 Planning activities . 6
5.5 Initial assessment . 6
5.6 Unique aspects of haptic interaction. 7
6 Types of evaluation methods . 8
6.1 General . 8
6.2 Physical measurements against requirements . 8
6.3 Inspection by an expert . 8
6.4 Usability test . 8
6.4.1 General. 8
6.4.2 Measurement context . 8
6.4.3 Evaluation data . 9
7 Quality of haptic interaction .10
7.1 Quality model .10
7.2 Haptic system attributes . .11
7.2.1 Quality attributes .11
7.2.2 Haptic device attributes (see Annex A) .11
7.2.3 Haptic user interface attributes .12
7.3 Usability attributes .12
7.3.1 Context of use (see Annex D) .12
7.3.2 Specific usage qualities (see Annex E) .13
7.3.3 Human-centred quality (see Annex F) .14
7.4 Evaluation matrix .14
7.4.1 Types of attributes .14
7.4.2 Measures of haptic quality .14
8 Guide to the annexes .17
Annex A (informative) Haptic device attributes .19
Annex B (informative) Haptic effect design principles .27
Annex C (informative) Haptic effect task elements .32
Annex D (informative) Context of use .37
Annex E (informative) Specific usage qualities .39
Annex F (informative) Human-centred quality .46
Annex G (informative) Gesture attributes.55
Annex H (informative) Examples of evaluation of device attributes .65
Annex I (informative) Unique aspects of haptic interaction .77
Annex J (normative) Evaluation by usability walkthrough or usability task test .79
Bibliography .100
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 159, Ergonomics, Subcommittee SC 4,
Ergonomics of human–system interaction.
A list of all parts in the ISO 9241 series can be found on the ISO website.
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Introduction
Tactile and haptic interactions are becoming increasingly important as interaction modalities in special
purpose computing environments and assistive technologies. This document explains how to evaluate
attributes of the haptic device and the user interface, and the outcomes of interaction with a haptic
device, along with an assessment of human-centred quality and other and more specific usage qualities.
This document can be used to identify the measures to be used when establishing requirements for
haptic interaction, and to evaluate haptic interactions to identify problems, to establish benchmarks or
to evaluate whether a haptic system meets requirements.
A haptic interaction involves sensory or motor activity in the skin, muscles, joints and tendons; a tactile
interaction refers specifically to touch (sensory activity in the skin).
In a haptic interaction, a user typically employs a device to manipulate objects in the virtual world
of the computer and also to feel the result of the manipulation through sensors in the skin and joints.
This is the bidirectional sense of haptics. Haptics is important in the design of switches in traditional
keyboards and mice, but here, we consider computer interaction by means other than keyboard, mouse
and passive joysticks.
Haptic interactions can also work in a passive unidirectional sense, conveying information to the skin
without active motion or exploration on the part of the user. A cell phone on vibration mode is one such
unidirectional tactile device. They can also work in an active unidirectional sense, as the user makes
gestures that send commands or data to a device.
Tactile and kinaesthetic haptic interactions are being developed in university and industrial
laboratories in many countries, and a variety of commercial products exist that incorporate tactile
and kinaesthetic interactions. Both the developer and the prospective purchaser of such interactions
and their associated devices and software need a means of making comparisons between competing
choices.
Other International Standards are cross-referenced in order to understand and point out the specific
differences in evaluating haptic interactions. The nature of these interactions, whether bidirectional,
unidirectional from the device to the skin or body of the user, or unidirectional as gestures from the
body of the user to the device, sets them apart as a group of interactions that needs special consideration
in relation to the forms of evaluation which are appropriate.
ISO 9241-910 provides a common set of terms, definitions, and descriptions of the various concepts
involved in designing and using haptic interactions. It provides an overview of the range of haptic
applications, objects, attributes, and interactions.
ISO 9241-920 provides basic guidance in the design of haptic interactions.
ISO 9241-960 provides guidance for the definition of gestures in human-machine interactions. It
explains how to describe their features and what factors to take into account when defining gestures.
This document provides evaluation processes specific to haptic interactions and the devices that
enable them. It shows how requirements set out in ISO 9241-910, ISO 9241-920 and other International
Standards can be applied to actual haptic systems and specific interactions. In a parallel way, it shows
how the usability of a haptic system can be evaluated, taking into account quality attributes such as
effectiveness, efficiency, user satisfaction and avoidance of harm from use.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 9241-940:2017(E)
Ergonomics of human-system interaction —
Part 940:
Evaluation of tactile and haptic interactions
1 Scope
This document
— describes the types of methods that can be used for the evaluation of haptic devices and of systems
that include haptic devices,
— specifies a procedure for the evaluation of haptic interactions by a usability walkthrough or usability
test (see Annex J), and
— provides guidance on the types of methods that are appropriate for the evaluation of specific
attributes of haptic systems, cross-referenced to the guidance in the relevant clauses of other
International Standards (see Annexes A, B, C, D, E, F and G).
It applies to the following types of interaction:
— augmented reality — information overlaid on a real scene, e.g. vibrating belt indicating distance;
— gesture control of a device or a virtual scenario;
— unidirectional interaction such as a vibrating phone or a vibrating belt;
— virtual environment — virtual space with which a user can interact with the aid of a haptic device.
This document applies to the following types of devices:
— gesture sensor, e.g. video that discerns 3D hand movements, touch screens that sense 2D touches;
— kinaesthetic haptic device, e.g. desktop haptic interface;
— tactile display, e.g. vibrating phone.
This document is not applicable to standard input devices such as keyboards, mice or track balls.
NOTE ISO 9241-400 covers standard input devices, and ISO 9241-411 applies to the evaluation of input
devices such as keyboards and mice.
This document can be used to identify the types of methods and measures for
— establishing benchmarks,
— establishing requirements for haptic interaction,
— identifying problems with haptic interaction (formative evaluation), and
— use of the criteria to establish whether a haptic system meets requirements (summative evaluation).
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
3.1
accessibility
extent to which products, systems, services, environments and facilities can be used by people from a
population with the widest range of user needs, characteristics and capabilities to achieve identified
goals in identified contexts of use
Note 1 to entry: Context of use includes direct use or use supported by assistive technologies.
[SOURCE: ISO 9241-112:2017, 3.15]
3.2
formative evaluation
evaluation designed and used to improve the object of evaluation, especially when it is still being
developed
[SOURCE: ISO/TS 18152:2010, 4.6]
3.3
haptics
sensory and/or motor activity based in the skin, muscles, joints and tendons
Note 1 to entry: Haptics consists of two parts: touch and kinaesthesis.
[SOURCE: ISO 9241-910:2011, 2.1]
3.4
haptic
appertaining to haptics
Note 1 to entry: In this document, “haptics” includes all touch sensations; “tactile” is used more specifically to
refer to skin stimulation without kinaesthetic stimulus.
[SOURCE: ISO 9241-910:2011, 2.2, modified]
3.5
haptic interaction
sensory or motor activity in the skin, muscles, joints and/or tendons as part of human-computer
interaction
3.6
haptic user interface
HUI
one or more haptic effects that are designed in software to allow a user to experience a haptic interaction
3.7
requirement
condition or capability that must be met or possessed by a system, system component, product, or
service to satisfy an agreement, standard, specification, or other formally imposed documents
Note 1 to entry: Requirements include the quantified and documented needs, wants, and expectations of the
sponsor, customer, and other stakeholders.
[SOURCE: ISO/IEC/IEEE 24765:2010, 3.2506, modified]
2 © ISO 2017 – All rights reserved
3.8
summative evaluation
evaluation designed to present conclusions about the merit or worth of the object of evaluation
Note 1 to entry: The results can be used to produce recommendations about whether it should be retained,
altered, or eliminated.
Note 2 to entry: It is possible to design a method to provide a combined formative and summative evaluation.
Note 3 to entry: A summative test method is used to perform a summative evaluation.
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.17]
3.9
usability
extent to which a system, product, or service can be used by specified users to achieve specified goals
with effectiveness, efficiency, and satisfaction in a specified context of use
[SOURCE: ISO 9241-210:2010, 2.13]
3.10
usability requirement
required level of usability expressed in terms of measures of effectiveness, efficiency, and satisfaction
in a specified context of use
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.20]
3.11
user
person who interacts with a system, product, or service
Note 1 to entry: The person who uses a service provided by a work system, such as a customer in a shop or
passenger on a train, can be considered a user.
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.22]
3.12
user experience
person's perceptions and responses that result from the use and/or anticipated use of a system, product
or service
Note 1 to entry: User experience includes the user’s emotions, beliefs, preferences, perceptions, comfort,
behaviours and accomplishments that occur before, during and after use.
Note 2 to entry: User experience is a consequence of brand image, presentation, functionality, system
performance, interactive behaviour, and assistive capabilities of a system, product or service. It also results from
the user’s internal and physical state resulting from prior experiences, attitudes, skills and personality, and from
the context of use.
Note 3 to entry: Usability, when interpreted from the perspective of the users’ personal goals, can include the
kind of perceptual and emotional aspects typically associated with user experience. Usability criteria can be
established to assess aspects of user experience.
[SOURCE: ISO 9241-210:2010, 2.15, modified — Reworded for clarification.]
3.13
user group
group of users differentiated by characteristics of the users, tasks, or environments that
are expected to influence usability
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.24, modified — Note removed.]
3.14
workload
physical and cognitive demands placed on the system user(s) and/or staff
[SOURCE: ISO 11064-7:2006, 3.9]
4 Conformance
The evaluation of a haptic system is in conformance with this document if the report of the evaluation
explains
a) which quality attributes in Table 2 have been evaluated and why these were chosen,
b) the reason that any recommendations for the selected quality attribute have not been evaluated,
c) whether the recommendations on haptics in the related annex clauses have been implemented, and
d) which type of method(s) were used.
If a usability task test or usability walkthrough was used, it shall conform to Annex J.
The recommendations and requirements from ISO 9241-910, ISO 9241-920 and ISO 9241-960 that are
summarized in Annexes A to G shall be considered for potential inclusion in the evaluation.
NOTE The terms “recommendations” and “requirements” refer to the guidance and stipulations provided
in the referenced standards and as applied to the system under evaluation. Conformance to this document is
stipulated by this clause and the guidance contained in the main body of this document.
5 How to use ISO 9241-940
5.1 Structure
This clause describes the potential reasons for evaluating haptics and how these relate to the system
development lifecycle.
Table 2 can be used in conjunction with the explanatory material in Clauses 5, 6 and 7 to decide which
haptic qualities are to be evaluated and which type of method is going to be used.
Refer to the indicated clauses in the annexes for more information on evaluation of specific attributes
of haptic interaction and to Annex J for how to carry out a usability task test or usability walkthrough.
Table 1 summarizes the content of this document.
Table 1 — Content of ISO 9241-940
Clause/annex Content
5 How to use ISO 9241-940 Summarizes the instances where evaluation can be used, the planning
of evaluation and the unique aspects of haptics evaluation
6 Types of evaluation methods Summarizes the different types of methods that can be used to eval-
uate haptics
7 Quality of haptic interaction Summarizes the quality characteristics of haptic interaction that can
be evaluated
Annexes A to G Provides guidance on evaluating detailed aspects of each quality at-
tribute; Clause 7 provides an overview of Annexes A to G.
4 © ISO 2017 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Clause/annex Content
Annex H Provides examples of evaluation of device attributes
Annex I Describes the unique aspects of haptic interaction to keep in mind
while planning and conducting an evaluation
Annex J Specifies the method to be used for evaluation by usability walkthrough
or usability task test
5.2 Uses of this document
This document provides guidance on the methods that are appropriate for establishing criteria and the
associated means of evaluation against which requirements are judged.
The types of methods and measures recommended in this document can be used to
— identify problems (formative evaluation),
— establish benchmarks, and
— establish suitability of the haptic system for its application (summative evaluation).
These uses apply to the following circumstances:
a) Design and development of haptic devices to support the evaluation of:
— design concepts and prototypes in order to refine the requirements for the system;
— prototypes in order to check that design guidelines have been followed;
— prototypes and working systems to check that the user and the stakeholder requirements have
been met;
— prototypes and working systems in order to improve the design by identifying problems;
— working systems to establish a baseline level for subsequent comparison;
— systems in use in order to ensure that they continue to satisfy stakeholder and user needs.
b) Acquisition of haptic devices:
— to check that candidate devices meet requirements;
— to compare haptic devices and systems for possible operation in specified contexts of use.
5.3 Evaluation in the design and development lifecycle
Evaluation of haptic devices should take account of the intended or actual context of use of the device
– the types of users (for example, casual or regular users), the types of tasks that it will be used for and
the environments that it will be used in (for example, with vibrations or extreme temperatures).
Figure 1 shows a typical design and development lifecycle, running from feasibility through
requirements to detailed design and realization of the product. Evaluation is integral to each phase – a
feasibility concept is evaluated, leading to requirements and a design to meet those requirements. A
prototype could be evaluated during the detailed design stage, while the final product can be evaluated
against the design requirements and also when it is in actual use.
NOTE The inputs to the process are business and user needs that initiated the project, together with the
intended context of use, which inform the initial design concept in the feasibility phase.
Initial design concepts can be evaluated by an expert to identify potential problems, to determine if
the device is consistent with the identified business and user needs, and if necessary, to refine the
requirements.
Prototypes can be evaluated by testing the device with users and observing their behaviour to identify
any problems or new needs that could lead to modification of the requirements. Prototypes should be
evaluated in as realistic a context of use as possible.
The final system can be evaluated for conformance with requirements. More information on
human-centred design can be found in ISO 9241-210. ISO/IEC 25063 explains the context of use and
ISO/IEC 25064 explains how user needs can be identified. Requirements engineering is described in
ISO/IEC/IEEE 29148. Attributes of haptic devices and haptic systems for which requirements can be
specified and which can be evaluated are described in Clause 7.
Figure 1 — Evaluation in the design and development lifecycle
5.4 Planning activities
This document provides guidance to support the following activities:
a) establish the purpose of the evaluation (see J.1 and J.3.1, with examples in J.9.2 to J.9.5);
b) decide what is to be evaluated;
c) identify the context in which the haptic system will be used: the types of users, tasks and usage
environments (see 7.3.1);
d) carry out an initial assessment (see 5.5);
e) decide which haptic qualities are to be evaluated (see Clause 7);
f) decide on the type of method(s) to be used. The most common types of methods are described
in Clause 6: physical measurements against requirements, inspection to identify deviations from
established criteria, a usability walkthrough, and usability test.
Annex J specifies the procedure for a usability walkthrough or usability test.
5.5 Initial assessment
The quality attributes can be divided between those relating primarily to hardware, those relating to
software and those that deal with a combination of the two. This leads to a way of evaluating by initial
separation of the system and its subsequent evaluation from three perspectives:
a) the physical properties of the haptic device (see 7.2.2);
6 © ISO 2017 – All rights reserved
b) the effect produced by the haptic device (see 7.2.3);
c) the user's experience of the overall haptic interaction (see 7.3).
Typical questions that can be asked of each perspective are the following.
1) Are the technical properties of the device appropriate for the intended context of use? Typical
issues that could arise are the following:
— the device is too heavy;
— the device lacks force or force finesse (the ability to tell small forces from large ones);
— there are confusing artefacts, such as extraneous noise or oscillations;
— when moving the device, the user hits physical stops that take away the intended illusion.
2) Is the haptic effect appropriate for the intended context of use? Typical issues that could arise are
the following:
— the meaning of the haptic sensation is not clear;
— haptic icons (or virtual touch points) are not appropriate – for example, too close or too soft;
— the user gets lost in the virtual haptic space when this is not the intention of the system.
3) Does the system provide an appropriate haptic effect in the intended context of use? Typical issues
that could arise are the following:
— the device needs more or fewer degrees of freedom to match the haptic effect;
— the applied force is too low or too high for the haptic effect;
— the device output cannot be properly discerned in the context of use.
5.6 Unique aspects of haptic interaction
The evaluator should be aware of the unique aspects of haptic interaction:
— it is a personal experience that cannot be felt by the evaluator the way an image or sound can be
sensed by both the user and the evaluator, so the user typically describes the haptic sensation to the
evaluator;
— in a bidirectional haptic interaction, it can be difficult to separate the reaction of the user to the
force from the logic and mechanics of the force pushing the user;
— in a unidirectional gesture interaction, it is possible to separate the ergonomics of the gesture from
the effectiveness of the device interpreting the gesture;
— in a unidirectional tactile interaction, the user experience is tightly linked to the device
characteristics, and this close association will show up in any evaluation of the user experience;
— haptics is one mode of interaction often blended with other modalities; the haptic effect can be
difficult to interpret in the presence of visual and auditory cues;
— haptic interaction can take place anywhere on the body, a factor that can be taken into account to
make tests culturally sensitive;
— adaptation can mask a haptic effect after an extended time; tests of sufficient duration can
realistically mimic real usage scenarios where adaptation could play a role.
Annex I gives more background and examples on these points.
6 Types of evaluation methods
6.1 General
Haptic systems can be evaluated using one or more of the types of methods that are described in the
following subclauses.
NOTE Table 2 indicates which of these types of method can be used to evaluate each haptic system quality
attribute described in Clause 7.
Information on documenting these methods can be found in ISO/IEC 25066.
6.2 Physical measurements against requirements
— Comparison of a device or a haptic system with requirements. Measurement can entail simple
instruments such as a linear scale or more complex test devices such as a digital load cell to analyse
forces produced by the system.
— Requirements should be assigned after consideration of the application. ISO 9241-910 and
ISO 9241-920 provide guidance for setting requirements for tactile/haptic systems, while
ISO 9241-960 provides guidance on the use of gestures as a specific type of tactile/haptic interaction.
Annexes A to G list requirements and recommendations derived from these International Standards.
6.3 Inspection by an expert
The methods that are most relevant for haptic evaluation are:
— inspection to identify deviations from criteria based on user requirements, principles, guidelines
or established good practice for usability and accessibility. The evaluation can be based on a static
representation or combined with a usability walkthrough;
— a usability walkthrough, identifying potential problems by stepping through interaction with the
system in the same way as a user would be expected to carry out particular tasks (see Annex J).
6.4 Usability test
6.4.1 General
Usability tests involve collecting data from actual or intended users in situations that are the actual or
proposed situations in which they are using or would use the haptic or tactile system.
6.4.2 Measurement context
6.4.2.1 Using a test task
— Task tests involve a trial use of the system by a set of users that are selected from a general population
of users. The population can include both typical users and special case users.
— The tasks are ideally undertaken in the context of use of the haptic system. To isolate certain
parameters of interest, they can be run in a laboratory setting.
— Tasks are specifically set, usually in a planned trial, and are amenable to assessment by a variety of
measure types such as those listed in the following subclause.
Annex J specifies how to carry out a usability task test.
6.4.2.2 Observation of the performance of users in normal use of the haptic system
— Users of the haptic system can be observed as they undertake tasks of their own choosing.
8 © ISO 2017 – All rights reserved
— Observation, in either a lab setting or a natural context of use, can identify usability and accessibility
problems as well as strengths.
— An expert observer can assess performance and user experience.
6.4.3 Evaluation data
6.4.3.1 Collection of performance data
— Performance measures are assessments or scores related to the task itself. They give measures of
the effectiveness and efficiency of the haptic system in allowing a user to carry out a task in a given
context of use (see ISO 9241-11).
— Typical performance data include the time taken to perform a task or the number of user errors that
occurred during task completion.
6.4.3.2 Collection of physiological data
— Physiological data are objective assessments of the physiological state of the user in carrying out a
task. Inferences on such parameters as the level of stress, discomfort or fatigue can be made from
these data.
— Physiological data can be obtained from measurable body parameters such as facial expression and
eye pupil diameter.
6.4.3.3 Collection of user-reported data
a) Questionnaires
— Questionnaires are typically employed to gather impressions of users of systems, by their own
self-assessment of the device and of their experiences in using the device.
NOTE Questionnaires can also be filled in by expert observers of haptic systems, as a means of filing
and categorizing relevant data on one or more haptic systems.
— Open-ended questionnaires to obtain reported problems, opinions and impressions provided
by the user. Data from an open-ended questionnaires and interviews are typically qualitative.
— Closed-ended questionnaires to obtain measures of user satisfaction, opinions or perception
(e.g. rating scale values for satisfaction or for subjectively perceived effectiveness or efficiency).
Responses to rating scales provide measures of user satisfaction, opinions or perception of the
haptic system. Rating scales can also record the user’s subjectively perceived effectiveness or
efficiency
Questionnaires can be distributed before, during and after a test.
— Pre-test questionnaires capture information about the situation before system
introductions,
— Questionnaires during a test (typically a longitudinal study) can capture information about
the test situation and changes over time.
— Post-test questionnaires can capture retrospective impressions and assessments.
b) Interviews
Data similar to that provided by open-ended questionnaire can be obtained from structured interviews
to collect reported problems, opinions and impressions.
7 Quality of haptic interaction
7.1 Quality model
The haptic interaction is influenced by a number of factors, both internal and external. These can be
summarized in a quality model that is illustrated in Figure 2 (the clause number is shown for each
component).
The model consists of the following parts:
— goals – what is to be carried out with the system, shown as input to the system;
— the haptic system – the haptic device and the haptic user interface;
— a user carrying out a task with the haptic system – a mutual interaction among three components;
— the context of use – users, tasks and the physical and social environment within which the task will
be carried out (this is shown by the large box in the middle, containing task, user, environment and
the haptic system itself);
— quality attributes – features that can be identified during an evaluation process include the
following:
— system-specific attributes – device hardware and software interface (see 7.2.2 and 7.2.3);
— overall usage attributes – specific usage qualities (e.g. learnability, safety and reliability; see
7.3.2) and human-centred qualities in use (usability, accessibility, user experience and freedom
from harm in use; see 7.3.3).
Task goals combine with the context of use of the haptic system being evaluated to generate measurable
quality attributes.
Figure 2 — Evaluating a haptic system
10 © ISO 2017 – All rights reserved
7.2 Haptic system attributes
7.2.1 Quality attributes
Quality attributes identified in other International Standards have been assigned to each section of the
quality model.
A framework for defining haptics can be found in ISO 9241-910, while guidance in the field can be found
in ISO 9241-920. These International Standards set out criteria by which a haptic interaction can be
judged. Specific clauses relate to aspects of the haptic virtual environment and the haptic device.
A third International Standard, ISO 9241-960, provides a framework and guidance for the use of
gestures. Gestures can be considered a type of haptic interaction because the positioning of the body
part used in forming a gesture is controlled by the haptic system of the human body.
The haptic quality model is shown in Figure 2. The components and their sources are summarized
below and are described in detail in the indicated annexes. A summary of the contents of the annexes
can be found in Clause 8, and attribute top level groupings are listed in Table 2.
a) Context of use
The human-centred quality and other usage qualities depend on the context of use (the users, tasks and
environments), which also determines the nature of the product attributes that will contribute to the
human-centred and other usage qualities (see 7.3.1).
b) Product quality
The quality of the haptic device (7.2.2) and user interface (7.2.3) will contribute to achieving acceptable
human-centred quality and other usage qualities.
c) Outcomes of interaction
The overall outcome of interaction is the human-centred quality (usability, user experience, accessibility
and avoidance of harm from use; see 7.3.3) and more specific usage qualities that can be relevant in
specific circumstances (7.3.2).
7.2.2 Haptic device attributes (see Annex A)
Haptic device attributes are the properties of the haptic device that can influence the quality of
interaction:
a) haptic device controls;
b) haptic device interaction properties;
c) movement;
d) physical properties;
e) physical space and logical space;
f) prevention of undesirable consequences;
g) tactile/haptic properties of objects.
ISO 9241-910:2011, Clause 9 describes the device attributes that influence haptic interaction.
Annex A provides more details, listing recommendations from ISO 9241-910 and ISO 9241-920 with the
evaluation method and measurement type for each attribute.
7.2.3 Haptic user interface attributes
7.2.3.1 Haptic effect design principles (see Annex B)
ISO 9241-920:2009, Clauses 4 to 7 contain guidelines for interaction with the haptic virtual environment.
ISO 9241-920:2009, Clauses 4 and 5 give general principles for haptic design, including principles for:
a) encoding of attributes;
b) encoding of information;
c) encoding of graphical data;
d) optimizing performance.
Annex B provides more details.
7.2.3.2 Haptic effect task elements (see Annex C)
ISO 9241-910:2011, Clause 7 describes the haptic task primitives that can be used to carry out complete
application tasks. Annex C provides more details on the following attributes:
a) manipulation;
b) navigating;
c) overviewing;
d) searching;
e) selection;
f) targeting.
7.2.3.3 Gesture attributes (see Annex G)
Gestures are movements or postures of the body; gestures can be interpreted as gesture commands to
a suitably equipped haptic system. Annex G gives more details on the following attributes.
a) documentation of gestures (suitable for intended users, unambiguous, easy to learn);
b) ergonomics of gestures (awareness of constraints across a range of users, not creating unnecessary
fatigue);
c) features of gestures (mapping to functions, use of feedback, issues of timing and speed);
d) gesture sets (consistent and discriminable, with available alternatives);
e) process for gesture definition (suitable for learning, using the design space);
f) sequences of gestures (clear beginning, transition between gestures and completion).
7.3 Usability attributes
7.3.1 Context of use (see Annex D)
The context within which a haptic interaction takes place can affect the quality. Annex D gives more
details on the following attributes:
a) multi-sensory input (including sight, sounds, smell, taste and haptic input in different body parts);
12 © ISO 2017 – All rights reserved
b) physical environment (including issues such as working position, limb support, acoustic noise,
vibration, heat or cold, and humidity, as well as considerations of use on-the-move);
c) social environment (including issues such as social support and social pressure);
d) tasks (the purpose for using the haptic system, which could include situations such as relaxed
amusement, scanning, focused attention, urgent work);
e) users (such as novices, general public, experienced practitioners, researchers).
EXAMPLE 1 A haptic simulation of a neurological operating site, mapped to the brain of a patient, can allow a
surgeon to
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9241-940
Première édition
2017-11
Ergonomie de l'interaction homme-
système —
Partie 940:
Évaluation des interactions tactiles et
haptiques
Ergonomics of human-system interaction —
Part 940: Evaluation of tactile and haptic interactions
Numéro de référence
©
ISO 2017
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 2
3 Termes et définitions . 2
4 Conformité . 4
5 Comment utiliser l’ISO 9241-940? . 4
5.1 Structure . 4
5.2 Utilisations du présent document . 5
5.3 Évaluation dans le cycle de vie de conception et développement . 6
5.4 Activités de planification . 6
5.5 Évaluation initiale . . 7
5.6 Aspects uniques d’une interaction haptique . 8
6 Types de méthodes d’évaluation . 8
6.1 Généralités . 8
6.2 Mesure physiques selon les exigences . 8
6.3 Contrôle par un expert . 8
6.4 Essai de l’utilisabilité . 9
6.4.1 Généralités . 9
6.4.2 Contexte de mesure . 9
6.4.3 Données d’évaluation. 9
7 Qualité de l’interaction haptique .10
7.1 Modèle de qualité .10
7.2 Attributs du système haptique .11
7.2.1 Attributs de qualité .11
7.2.2 Attributs du dispositif haptique (voir l’Annexe A) .12
7.2.3 Attributs de l’interface utilisateur haptique .12
7.3 Attributs d’utilisabilité .13
7.3.1 Contexte d’utilisation (voir l’Annexe D) .13
7.3.2 Qualités d’utilisations spécifiques (voir l’Annexe E) .14
7.3.3 Qualité centrée sur l’opérateur humain (voir l’Annexe F) .14
7.4 Matrice d’évaluation .15
7.4.1 Types d’attributs .15
7.4.2 Mesures de qualité haptique .15
8 Guide pour les annexes .18
Annexe A (informative) Attributs du dispositif haptique .20
Annexe B (informative) Principes de conception des effets haptiques .29
Annexe C (informative) Tâches élémentaires des effets haptiques .35
Annexe D (informative) Contexte d’utilisation .41
Annexe E (informative) Qualités d’utilisations spécifiques .43
Annexe F (informative) Qualité centrée sur l’opérateur humain .50
Annexe G (informative) Attributs des gestes .59
Annexe H (informative) Exemples d’évaluation des attributs des dispositifs .69
Annexe I (informative) Aspects uniques d’une interaction haptique .83
Annexe J (normative) Évaluation par révision structurée de l’utilisabilité ou par essai
de tâche d’utilisabilité .86
Bibliographie .108
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 159, Ergonomie, sous-comité SC 4,
Ergonomie de l’interaction homme/système.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 9241 se trouve sur le site Web de l’ISO.
Introduction
Les interactions haptiques et tactiles deviennent de plus en plus importantes en tant que modalités
d’interaction dans les environnements informatiques spécifiques et les technologies d’assistance.
Le présent document explique comment évaluer les attributs du dispositif haptique et de l’interface
utilisateur, et les résultats de l’interaction avec un dispositif haptique, parallèlement à une évaluation
de la qualité centrée sur l’opérateur humain et d’autres qualités d’utilisations plus spécifiques.
Le présent document peut être utilisé pour identifier les dispositions à utiliser lors de l’établissement des
exigences relatives à l’interaction haptique, et pour évaluer les interactions haptiques afin d’identifier
des problèmes, d’établir des références ou d’évaluer si un système haptique satisfait aux exigences.
Une interaction haptique implique une activité sensorielle ou motrice dans la peau, les muscles, les
articulations et les tendons; une interaction tactile se rapporte de façon spécifique au toucher (activité
sensorielle dans la peau).
Dans une interaction haptique, un utilisateur emploie en général un dispositif pour manipuler des objets
dans le monde virtuel de l’informatique et également pour ressentir le résultat de la manipulation à
travers des capteurs dans la peau et les articulations. Il s’agit du sens bidirectionnel de l’haptique.
L’haptique est importante dans la conception des touches de claviers et de souris classiques, mais le
thème abordé ici est l’interaction avec la machine par des moyens autre qu’un clavier, une souris et des
manettes passives.
Les interactions haptiques peuvent également se produire dans un sens unidirectionnel passif, par
communication d’informations à la peau, sans mouvement actif ni exploration de la part de l’utilisateur.
Un téléphone mobile en mode vibreur est un exemple de ce type de dispositif tactile unidirectionnel. Les
interactions haptiques se produisent également dans un sens unidirectionnel actif, lorsque l’utilisateur
exécute des gestes qui transmettent des commandes ou des données à un dispositif.
Les interactions tactiles et kinesthésiques font l’objet d’études et de développements dans des
laboratoires universitaires et industriels dans de nombreux pays et il existe une grande variété de
produits incorporant des interactions tactiles et kinesthésiques. Il est nécessaire que le développeur
et l’acquéreur éventuel de telles interactions et de leurs dispositifs et logiciels associés disposent d’un
moyen leur permettant de faire des comparaisons entre des offres concurrentes.
D’autres Normes internationales font l’objet de références croisées afin de comprendre et de souligner
les différences spécifiques lors de l’évaluation d’interactions haptiques. La nature de ces interactions,
qu’elles soient bidirectionnelles, unidirectionnelles du dispositif vers la peau ou vers le corps de
l’utilisateur, ou unidirectionnelles telles que des mouvements du corps de l’utilisateur vers le dispositif,
en fait un groupe d’interactions à part qui nécessite une attention particulière en ce qui concerne les
formes d’évaluation appropriées.
L’ISO 9241-910 fournit un ensemble commun de termes, de définitions et de descriptions des différents
concepts impliqués dans la conception et l’utilisation d’interactions haptiques. Elle donne un aperçu de
la gamme des applications, objets, attributs et interactions haptiques.
L’ISO 9241-920 fournit des lignes directrices relatives à la conception d’interactions haptiques.
L’ISO 9241-960 fournit des lignes directrices relatives à la définition des gestes dans les interactions
homme-machine. Elle explique la manière dont leurs caractéristiques doivent être décrites ainsi que les
facteurs à prendre en compte lors de la définition des gestes.
Le présent document fournit des processus d’évaluation spécifiques aux interactions haptiques et
aux dispositifs permettant de les mettre en œuvre. Il indique la manière dont les exigences spécifiées
dans l’ISO 9241-910, l’ISO 9241-920 et d’autres Normes internationales peuvent être appliquées à
des systèmes haptiques réels et à des interactions spécifiques. Parallèlement, il indique comment
l’utilisabilité d’un système haptique peut être évaluée, en tenant compte d’attributs de qualité tels que
l’efficacité, l’efficience, la satisfaction de l’utilisateur et l’absence de préjudice lié à l’utilisation.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 9241-940:2017(F)
Ergonomie de l'interaction homme-système —
Partie 940:
Évaluation des interactions tactiles et haptiques
1 Domaine d’application
Le présent document
— décrit les types de méthodes pouvant être utilisés pour l’évaluation de dispositifs haptiques et de
systèmes comprenant des dispositifs haptiques;
— spécifie une procédure pour l’évaluation des interactions haptiques par une révision structurée de
l’utilisabilité ou par un essai de l’utilisabilité (voir l’Annexe J); et
— fournit des lignes directrices concernant les types de méthodes qui sont appropriés pour l’évaluation
d’attributs spécifiques des systèmes haptiques, ayant fait l’objet de références croisées par rapport
aux lignes directrices des articles correspondants d’autres Normes internationales (voir les
Annexes A, B, C, D, E, F et G).
Il s’applique aux types d’interaction suivants:
— réalité augmentée — informations superposées à une scène réelle, par exemple ceinture vibrante
indiquant la distance;
— commande gestuelle d’un dispositif ou d’un scénario virtuel;
— interaction unidirectionnelle telle qu’un téléphone vibrant ou une ceinture vibrante;
— environnement virtuel – espace virtuel avec lequel un utilisateur peut interagir à l’aide d’un dispositif
haptique.
Le présent document s’applique aux types suivants de dispositifs:
— capteur de gestes, par exemple vidéo discernant les mouvements de la main en 3D, écrans tactiles
captant les touches en 2D;
— dispositif haptique kinesthésique, par exemple interface haptique de bureau;
— écran tactile, par exemple téléphone vibrant.
Le présent document ne s’applique pas aux dispositifs d’entrée standard tels que claviers, souris ou
boules de commande.
NOTE L’ISO 9241-400 traite des dispositifs d’entrée standard, et l’ISO 9241-411 s’applique à l’évaluation des
dispositifs d’entrée tels que les claviers et les souris.
Le présent document peut être utilisé pour identifier les types de méthodes et de mesures pour
— établir des références,
— établir les exigences relatives à une interaction haptique,
— identifier les problèmes associés à une interaction haptique (évaluation formative), et
— utiliser des critères pour déterminer si un système haptique satisfait aux exigences (évaluation
sommative).
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
accessibilité
degré selon lequel des produits, des systèmes, des services, des environnements et des installations
peuvent être utilisés par des personnes appartenant à une population ayant le plus large éventail
possible de besoins, de caractéristiques et de capacités des utilisateurs pour atteindre des buts définis
dans des contextes d’utilisation identifiés
Note 1 à l'article: Le contexte d’utilisation comprend l’utilisation directe ou l’utilisation assistée par des
technologies d’assistance.
[SOURCE: ISO 9241-112:2017, 3.15]
3.2
évaluation formative
évaluation conçue et utilisée pour améliorer l’objet d’évaluation, notamment lorsqu’il est encore en
cours de développement
[SOURCE: ISO/TS 18152:2010, 4.6]
3.3
haptique
activité sensorielle et/ou motrice basée dans la peau, les muscles, les articulations et les tendons
Note 1 à l'article: L’haptique comprend deux parties: le toucher et la kinesthésie.
[SOURCE: ISO 9241-910:2011, 2.1]
3.4
haptique
se rapportant à l’haptique
Note 1 à l'article: Dans le présent document, le terme «haptique» englobe toutes les sensations de toucher; le
terme «tactile» est utilisé de manière plus spécifique pour se référer à la stimulation de la peau sans stimulus
kinesthésique.
[SOURCE: ISO 9241-910:2011, 2.2, modifiée]
3.5
interaction haptique
activité sensorielle ou motrice basée dans la peau, les muscles, les articulations et/ou les tendons dans
le cadre de l’interaction homme-système
3.6
interface utilisateur haptique
IUH
un ou plusieurs effets haptiques conçus dans le logiciel pour permettre à un utilisateur d’exécuter une
interaction haptique
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
3.7
exigence
condition ou capacité devant être remplie ou possédée par un système, un composant d’un système, un
produit ou un service pour satisfaire à un contrat, une norme, une spécification ou d’autres documents
officiellement imposés
Note 1 à l'article: Les exigences comprennent les besoins, souhaits et attentes quantifiés et documentés du
commanditaire, du client et d’autres parties prenantes.
[SOURCE: ISO/IEC/IEEE 24765:2010, 3.2506, modifiée]
3.8
évaluation sommative
évaluation conçue pour présenter des conclusions sur le mérite ou la valeur de l’objet d’évaluation
Note 1 à l'article: Les résultats peuvent être utilisés pour formuler des recommandations sur son maintien, sa
modification ou son élimination.
Note 2 à l'article: Il est possible de concevoir une méthode permettant de réaliser une évaluation formative et
sommative combinée.
Note 3 à l'article: Une méthode d’essai sommative est utilisée pour effectuer une évaluation sommative.
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.17]
3.9
utilisabilité
degré selon lequel un système, un produit ou un service peut être utilisé, par des utilisateurs spécifiés,
pour atteindre des objectifs définis avec efficacité, efficience et satisfaction, dans un contexte
d’utilisation spécifié
[SOURCE: ISO 9241-210:2010, 2.13]
3.10
exigence d’utilisabilité
niveau requis d’utilisabilité exprimé en termes de mesures de l’efficacité, de l’efficience et de la
satisfaction dans un contexte d’utilisation spécifié
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.20]
3.11
utilisateur
personne qui interagit avec un système, un produit ou un service
Note 1 à l'article: La personne qui utilise un service fourni par un système de travail, tel qu’un client dans une
boutique ou un passager à bord d’un train, peut être considérée comme un utilisateur.
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.22]
3.12
expérience de l’utilisateur
perceptions et réactions d’une personne qui résultent de l’utilisation effective et/ou anticipée d’un
système, produit ou service
Note 1 à l'article: L’expérience de l’utilisateur inclut toutes les émotions, convictions, préférences, perceptions,
confort, comportements et réalisations de ce dernier, qui interviennent avant, pendant et après l’utilisation.
Note 2 à l'article: L’expérience de l’utilisateur est une conséquence de l’image de marque, la présentation, la
fonctionnalité, les performances, le comportement interactif et les capacités d’assistance d’un système, produit
ou service. Elle résulte également de l’état intérieur et physique de l’utilisateur résultant d’expériences passées,
de ses attitudes, de ses compétences et de sa personnalité ainsi que du contexte d’utilisation.
Note 3 à l'article: L’utilisabilité, lorsqu’elle est interprétée du point de vue des objectifs personnels des utilisateurs,
peut comporter le type d’aspects perceptifs et émotionnels généralement associés à l’expérience de l’utilisateur.
Des critères d’utilisabilité peuvent être établis pour évaluer les aspects de l’expérience de l’utilisateur.
[SOURCE: ISO 9241-210:2010, 2.15, modifiée — Reformulée pour plus de clarté.]
3.13
groupe d’utilisateurs
groupe d’utilisateurs différencié par les caractéristiques des utilisateurs, les tâches ou
les environnements qui sont supposés influer sur l’utilisabilité
[SOURCE: ISO/TS 20282-2:2013, 4.24, modifiée — Note supprimée.]
3.14
charge de travail
sollicitations physiques et cognitives du ou des utilisateurs du système et/ou du personnel
[SOURCE: ISO 11064-7:2006, 3.9]
4 Conformité
L’évaluation d’un système haptique est conforme au présent document si le rapport d’évaluation
explique
a) quels attributs de qualité du Tableau 2 ont été évalués et pourquoi ils ont été choisis,
b) la raison pour laquelle une recommandation quelconque relative à l’attribut de qualité sélectionné
n’a pas été évaluée,
c) si les recommandations en matière d’haptique données dans les articles de l’annexe correspondante
ont été mises en œuvre, et
d) quel type de méthode(s) a été utilisé.
Si un essai de tâche d’utilisabilité ou une révision structurée de l’utilisabilité a été utilisé(e), il (elle) doit
être conforme à l’Annexe J.
Les recommandations et les exigences de l’ISO 9241-910, l’ISO 9241-920 et l’ISO 9241-960 qui sont
récapitulées dans les Annexes A à G doivent être prises en compte en vue de leur intégration éventuelle
dans l’évaluation.
NOTE Les termes «recommandations» et «exigences» se rapportent aux préconisations et aux stipulations
fournies dans les normes de référence et appliquées au système soumis à évaluation. La conformité au présent
document est stipulée par le présent article et les lignes directrices contenues dans le corps du présent document.
5 Comment utiliser l’ISO 9241-940?
5.1 Structure
Le présent article décrit les raisons potentielles d’une évaluation de l’haptique et leur relation avec le
cycle de vie de développement du système.
Le Tableau 2 peut être utilisé conjointement avec le texte explicatif des Article 5, 6 et 7 pour décider des
qualités haptiques qui doivent être évaluées et du type de méthode qui sera utilisé.
Se reporter aux articles indiqués des annexes pour de plus amples informations sur l’évaluation
d’attributs spécifiques d’une interaction haptique et à l’Annexe J pour la manière de réaliser un essai de
tâche d’utilisabilité ou une révision structurée de l’utilisabilité.
Le Tableau 1 récapitule le contenu du présent document.
4 © ISO 2017 – Tous droits réservés
Tableau 1 — Contenu de l’ISO 9241-940
Article/Annexe Contenu
5 Comment utiliser l’ISO 9241-940? Récapitule les cas où une évaluation peut être utilisée, la planification de
l’évaluation et les aspects uniques d’une évaluation de l’haptique
6 Types de méthodes d’évaluation Récapitule les différents types de méthodes pouvant être utilisés pour
évaluer l’haptique
7 Qualité de l’interaction haptique Récapitule les caractéristiques de qualité d’une interaction haptique qui
peuvent être évaluées
Annexes A à G Fournissent des lignes directrices concernant l’évaluation d’aspects
détaillés de chaque attribut de qualité; l’Article 7 donne un aperçu des
Annexes A à G.
Annexe H Fournit des exemples d’évaluation des attributs des dispositifs
Annexe I Décrit les aspects uniques d’une interaction haptique à ne pas oublier
lors de la planification et de la réalisation d’une évaluation
Annexe J Spécifie la méthode à utiliser pour une évaluation par révision structurée
de l’utilisabilité ou par essai de tâches d’utilisabilité
5.2 Utilisations du présent document
Le présent document fournit des lignes directrices concernant les méthodes appropriées pour établir
des critères et les moyens d’évaluation associés par rapport auxquels les exigences sont jugées.
Les types de méthodes et de mesures recommandés dans le présent document peuvent être utilisés pour
— identifier des problèmes (évaluation formative),
— établir des références, et
— établir l’aptitude à l’emploi du système haptique pour l’application prévue (évaluation sommative).
Ces utilisations s’appliquent aux circonstances suivantes:
a) conception et développement des dispositifs haptiques pour soutenir l’évaluation:
— des conceptions générales et des prototypes afin d’affiner les exigences relatives au système;
— des prototypes afin de vérifier que les lignes directrices de conception ont été suivies;
— des prototypes et des systèmes de travail pour vérifier que les exigences des utilisateurs et des
parties prenantes ont été satisfaites;
— des prototypes et des systèmes de travail afin d’améliorer la conception en identifiant les
problèmes;
— des systèmes de travail pour établir un niveau de référence pour une comparaison ultérieure;
— des systèmes utilisés afin de s’assurer qu’ils continuent de répondre aux besoins des parties
prenantes et des utilisateurs.
b) Acquisition de dispositifs haptiques:
— pour vérifier que les dispositifs candidats satisfont aux exigences;
— pour comparer des dispositifs haptiques et des systèmes en vue de leur utilisation éventuelle
dans des contextes d’utilisation spécifiés.
5.3 Évaluation dans le cycle de vie de conception et développement
Il convient que l’évaluation des dispositifs haptiques tienne compte du contexte d’utilisation prévu ou
réel des dispositifs, des types d’utilisateurs (par exemple, utilisateurs occasionnels ou réguliers), des
types de tâches pour lesquelles ils seront utilisés et de l’environnement dans lequel ils seront utilisés
(par exemple, vibrations ou températures extrêmes).
La Figure 1 illustre un cycle de vie de conception et développement type, en partant de l’étape de
faisabilité jusqu’à l’étape de réalisation du projet, et en passant par l’étape exigences jusqu’à l’étape de
conception détaillée. L’évaluation fait partie intégrante de chaque phase – un concept de faisabilité est
évalué, conduisant à des exigences et à une conception pour satisfaire lesdites exigences. Un prototype
peut être évalué lors de l’étape de conception détaillée, alors que le produit fini peut être évalué par
rapport à des exigences de conception, mais aussi lors de son utilisation réelle.
NOTE Les éléments d’entrée du processus sont l’activité commerciale et les besoins des utilisateurs à
l’origine du projet, ainsi que le contexte d’utilisation prévu, qui renseignent la conception générale initiale au
cours de la phase de faisabilité.
Les conceptions générales initiales peuvent être évaluées par un expert afin d’identifier des problèmes
potentiels, de déterminer si le dispositif est cohérent avec l’activité commerciale et les besoins des
utilisateurs identifiés et, si nécessaire, pour affiner les exigences.
Il est possible d’évaluer les prototypes en les soumettant à des essais avec des utilisateurs et en
observant leur comportement afin d’identifier d’éventuels problèmes ou de nouveaux besoins pouvant
nécessiter une modification des exigences. Il convient d’évaluer les prototypes dans un contexte aussi
réaliste que possible.
Le système final peut être évalué en vue de déterminer sa conformité aux exigences. Pour plus
d’informations sur la conception centrée sur l’opérateur humain, consulter l’ISO 9241-210.
L’ISO/IEC 25063 explique le contexte d’utilisation, alors que l’ISO/IEC 25064 explique la manière dont
les besoins des utilisateurs peuvent être identifiés. L’ingénierie des exigences est décrite dans l’ISO/IEC/
IEEE 29148. L’Article 7 décrit les attributs des dispositifs haptiques et des systèmes haptiques pour
lesquels des exigences peuvent être spécifiées et qui peuvent être évalués.
Figure 1 — Évaluation dans le cycle de vie de conception et développement
5.4 Activités de planification
Le présent document fournit des lignes directrices à l’appui des activités suivantes:
a) établir la finalité de l’évaluation (voir J.1 et J.3.1, avec des exemples en J.9.2 à J.9.5);
b) décider de ce qui doit être évalué;
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c) identifier le contexte dans lequel le système haptique sera utilisé: les types d’utilisateurs, de tâches
et d’environnements d’utilisation (voir 7.3.1);
d) réaliser une évaluation initiale (voir 5.5);
e) décider des qualités haptiques qui doivent être évaluées (voir Clause 7);
f) décider du type de méthode(s) d’évaluation. Les types de méthodes les plus courants sont décrits à
l’Article 6: mesures physiques selon des exigences, inspection pour identifier des écarts par rapport
à des critères établis, révision structurée de l’utilisabilité et essai de l’utilisabilité.
L’Annexe J spécifie la procédure pour une révision structurée de l’utilisabilité ou un essai de
l’utilisabilité.
5.5 Évaluation initiale
Les attributs de qualité peuvent être divisés entre ceux liés principalement au matériel, ceux liés au
logiciel et ceux liés à une combinaison des deux. Cela conduit à réaliser l’évaluation par une séparation
initiale du système suivie de son évaluation sous trois angles:
a) les propriétés physiques du dispositif haptique (voir 7.2.2);
b) l’effet produit par le dispositif haptique (voir 7.2.3);
c) l’expérience de l’utilisateur de l’interaction haptique globale (voir 7.3).
Pour chaque angle, les questions types qui peuvent être posées sont les suivantes:
1) Les caractéristiques techniques du dispositif sont-elles appropriées pour le contexte d’utilisation
prévu? Les problèmes habituels pouvant survenir sont les suivants:
— le dispositif est trop lourd;
— le dispositif manque de force ou d’affinement de force (aptitude à solliciter des forces de faible
intensité à partir de forces de grande intensité);
— il y a des artéfacts prêtant à confusion, tels qu’un bruit externe ou des oscillations;
— lorsque le dispositif est déplacé, l’utilisateur heurte des butées physiques qui ôtent l’illusion
prévue.
2) L’effet haptique est-il approprié pour le contexte d’utilisation prévu? Les problèmes habituels
pouvant survenir sont les suivants:
— la signification du sens haptique n’est pas claire;
— les icônes haptiques (points tactiles virtuels) ne sont pas appropriées – par exemple, trop près
ou trop mou;
— l’utilisateur se trouve perdu dans l’espace haptique virtuel, lorsque ce n’est pas l’intention du
système.
3) Le système fournit-il un effet haptique approprié dans le contexte d’utilisation prévu? Les
problèmes habituels pouvant survenir sont les suivants:
— le dispositif nécessite un nombre plus élevé ou moins élevé de degrés de liberté pour s’adapter
à l’effet haptique;
— la force appliquée est trop faible ou trop élevée pour l’effet haptique;
— la sortie du dispositif ne peut pas être correctement observée dans le contexte d’utilisation.
5.6 Aspects uniques d’une interaction haptique
Il convient que l’évaluateur soit informé des aspects uniques d’une interaction haptique:
— il s’agit d’une expérience personnelle qui ne peut pas être ressentie par l’évaluateur de la même
manière qu’une image ou un son pourrait être perçu(e) à la fois par l’utilisateur et l’évaluateur; par
conséquent, l’utilisateur décrit généralement la sensation haptique à l’évaluateur;
— dans une interaction haptique bidirectionnelle, il peut être difficile de faire la distinction entre la
réaction de l’utilisateur à la force et la logique et la mécanique de la force s’exerçant sur l’utilisateur;
— dans une interaction gestuelle unidirectionnelle, il est possible de séparer l’ergonomie du geste de
l’efficacité du dispositif interprétant le geste;
— dans une interaction tactile unidirectionnelle, l’expérience de l’utilisateur est étroitement liée
aux caractéristiques du dispositif, et cette association étroite apparaîtra dans toute évaluation de
l’expérience de l’utilisateur;
— l’haptique est un mode d’interaction souvent combinée à d’autres modalités; l’effet haptique peut
être difficile à interpréter en présence d’indices visuels et sonores;
— une interaction haptique pouvant avoir lieu n’importe où sur le corps, ce facteur peut être pris en
compte pour élaborer les essais adaptés à la culture;
— une adaptation peut masquer un effet haptique après une longue période; des essais de durée
suffisante peuvent simuler de façon réaliste des scénarios d’utilisation réelle dans lesquels
l’adaptation pourrait jouer un rôle.
L’Annexe I donne de plus amples détails et des exemples concernant ces points.
6 Types de méthodes d’évaluation
6.1 Généralités
Les systèmes haptiques peuvent être évalués selon un ou plusieurs des types de méthodes décrits dans
les paragraphes suivants.
NOTE Le Tableau 2 indique lequel de ces types de méthode peut être utilisé pour évaluer chaque attribut de
qualité d’un système haptique décrit à l’Article 7.
Pour des informations documentant ces méthodes, consulter l’ISO/IEC 25066.
6.2 Mesure physiques selon les exigences
— Comparaison d’un dispositif ou d’un système haptique avec les exigences. La mesure peut nécessiter
l’usage d’un instrument simple tel qu’une règle graduée, ou d’un dispositif d’essai plus complexe tels
qu’un dynamomètre numérique pour analyser les forces produites par le système.
— Il convient que les exigences soient spécifiées après considération de l’application. L’ISO 9241-910
et l’ISO 9241-920 donnent des recommandations pour établir les exigences relatives aux systèmes
tactiles/haptiques, alors que l’ISO 9241-960 donne des recommandations sur l’utilisation des
gestes en tant que type spécifique d’interaction tactile/haptique. Les Annexes A à G énumèrent les
exigences et les recommandations issues de ces Normes internationales.
6.3 Contrôle par un expert
Les méthodes les plus pertinentes pour une évaluation haptique sont:
— un contrôle pour identifier des écarts par rapport à des critères fondés sur des exigences
d’utilisateurs, des principes, des lignes directrices ou des bonnes pratiques établies pour l’utilisabilité
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et l’accessibilité. L’évaluation peut être basée sur une représentation statique ou combinée à une
révision structurée de l’utilisabilité;
— une révision structurée de l’utilisabilité, identifiant d’éventuels problèmes par un déroulement, par
étapes, des interactions avec le système, en procédant de la même manière que celle attendue de la
part d’un utilisateur devant exécuter des tâches particulières (voir l’Annexe J).
6.4 Essai de l’utilisabilité
6.4.1 Généralités
Les essais d’utilisabilité impliquent la collecte de données auprès d’utilisateurs réels ou cibles dans des
situations qui sont les situations réelles ou proposées dans lesquelles ils utilisent ou utiliseraient le
système haptique ou tactile.
6.4.2 Contexte de mesure
6.4.2.1 Utilisation d’une tâche d’essai
— Les essais de tâches impliquent une utilisation du système à titre d’essai par un ensemble
d’utilisateurs choisis dans une population générale d’utilisateurs. La population peut comprendre
aussi bien des utilisateurs types que des utilisateurs particuliers.
— Les tâches sont théoriquement exécutées dans le contexte d’utilisation du système haptique. Pour
certains paramètres d’intérêt, les essais peuvent être effectués dans un laboratoire.
— En règle générale, les tâches sont établies lors d’un essai planifié et se prêtent à l’évaluation par une
variété de mesures telles que celles énumérées dans le paragraphe ci-après.
L’Annexe J spécifie comment réaliser un essai de tâches d’utilisabilité.
6.4.2.2 Observation des performances des utilisateurs lors d’une utilisation normale du
système haptique
— Les utilisateurs du système haptique peuvent être observés lorsqu’ils exécutent des tâches de
leur choix.
— L’observation, dans un laboratoire ou dans un contexte d’utilisation naturel, permet d’identifier les
problèmes d’utilisabilité et d’accessibilité ainsi que les points forts.
— Un observateur expert peut évaluer les performances et l’expérience des utilisateurs.
6.4.3 Données d’évaluation
6.4.3.1 Collecte de données de performance
— Les mesures de performance sont des évaluations ou des scores relatifs à la tâche proprement dite.
Elles donnent des mesures de l’efficacité et de l’efficience du système haptique en permettant à un
utilisateur d’exécuter une tâche dans un contexte d’utilisation donné (voir l’ISO 9241-11).
— Les données de performance types comprennent le temps mis pour exécuter une tâche, ou le nombre
des erreurs utilisateurs qui se sont produites lors de l’exécution des tâches.
6.4.3.2 Collecte de données physiologiques
— Les données physiologiques sont des évaluations objectives de l’état physiologique de l’utilisateur
lorsqu’il exécute une tâche. Des déductions concernant des paramètres tels que le niveau de
contrainte (stress), d’inconfort ou de fatigue peuvent être effectuées à partir de ces données.
— Les données physiologiques peuvent être obtenues à partir de paramètres corporels mesurables
tels que l’expression faciale et le diamètre pupillaire.
6.4.3.3 Collecte de données rapportées par les utilisateurs
a) Questionnaires
— Les questions sont généralement utilisées pour recueillir les impressions des utilisateurs des
systèmes, d’après leur propre évaluation du dispositif et à la lumière de leur expérience en
matière d’utilisation de ce dispositif.
NOTE Les questionnaires peuvent être également renseignés par des observateurs experts en systèmes
haptiques, comme un moyen de classement et de catégorisation de données pertinentes relatives à un ou
plusieurs systèmes haptiques.
— Questionnaires ouverts pour obtenir des informations relatives à des problèmes signalés, des
opinions et des impressions fournies par l’utilisateur. Les données issues de questionnaires
ouverts et d’entretiens sont généralement qualitatives.
— Questionnaires fermés pour obtenir des mesures de satisfaction, des opinions ou une perception
des utilisateurs (c’est-à-dire des valeurs sur une échelle d’évaluation relatives à la satisfaction ou
à l’efficacité ou à l’efficience perçue de façon subjective). Les réponses aux échelles d’évaluation
fournissent des mesures de satisfaction, des opinions ou une perception du système haptique
par les utilisateurs. Les échelles d’évaluation peuvent également enregistrer l’efficacité ou
l’efficience perçue de façon subjective par l’utilisateur.
Les questionnaires peuvent être distribués avant, pendant et après un essai.
— Les questionnaires avant essai permettent de recueillir des informations sur la situation
avant les présentations des systèmes.
— Les questionnaires en cours d’essai (en général une étude longitudinale) permettent de
recueillir des informations sur la situation de l’essai et les changements dans le temps.
— Les questionnaires après essai permettent de recueillir des impressions et des évaluations
rétrospectives.
b) Entretiens
Des données similaires à celles fournies par un questionnaire ouvert peuvent être obtenues à partir
d’entretiens structurés pour collecter des problèmes rapportés, des opinions et des impressions.
7 Qualité de l’interaction haptique
7.1 Modèle de qualité
L’interaction haptique est influencée par un certain nombre de facteurs, aussi bien internes qu’externes.
Ceux-ci peuvent être résumés dans un modèle de qualité qui est illustré dans la Figure 2 (le numéro du
paragraphe est indiqué pour chaque composant).
Le modèle comprend les parties suivantes:
— les objectifs – ce qui doit être réalisé à l’aide du système, indiqué comme entrées du système;
— le système haptique – composé du dispositif haptique et de l’interface utilisateur haptique;
— un utilisateur exécutant une tâche avec le système haptique – une interaction mutuelle entre trois
composants;
10 © ISO 2017 – To
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
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