Usability of Avionic Touchscreens Under Vibration: Supported versus Freehand Target Selection in Cockpit Conditions

(Problème) Dans le poste de pilotage, les écrans tactiles peuvent être éloignés du pilote et utilisés dans des conditions de vibration ou de turbulence. Des travaux précédents ont trouvé que les écrans tactiles offrent un débit (throughput; une métrique de performance capturant à la fois la vitesse et la précision) plus élevé dans des conditions statiques par rapport à d'autres dispositifs testés, mais que leur performance et leur taux d'erreur a dégradé plus rapidement sous l'effet des vibrations. L'utilisation d'un support manuel pour atténuer cet effet a été suggérée par la norme SAE ARP60494. Il est nécessaire de quantifier l'impact des vibrations sur la sélection des cibles à l'écran tactile dans le poste de pilotage, ainsi que de mesurer l'utilité du support manuel, en utilisant une méthodologie normalisée. (Objectif) Nous avons mesuré les effets de la vibration sur la sélection des cibles de l'écran tactile à l'aide d'une méthode normalisée, ce qui permet de comparer nos résultats avec ceux d'autres études, et comparé le support manuel (utilisant le pouce, en tenant le bord de l'écran, versus utilisant l'index, avec main libre), les écrans tactiles avioniques et commerciaux, et les positions de l'écran tactile. (Méthode) 24 participants ont effectué une tâche de sélection multidirectionnelle ISO 9241-411 (une tâche de sélection standardisée de Fitts). Nous avons bâti une plateforme d'essai réglable qui vibre, avec des écrans tactiles positionnés dans une géométrie représentative du poste de pilotage. Les participants ont été exposés à des niveaux de vibration représentatifs du vol en hélicoptère. Nous avons testé quatre écrans tactiles, deux positions d'écran, deux méthodes de support manuel et deux niveaux de vibration. Nous avons mesuré le débit de sélection des cibles, le taux d'erreur et la préférence subjective. (Résultats et discussion) Nous avons trouvé des valeurs moyennes de débit de 6,5 bits/sec sans vibration, contre 5,7 bits/sec avec vibration, ce qui est plus élevé que les valeurs de débit pour d'autres dispositifs d'entrée rapportées par les travaux précédents. Les taux d'erreur moyens étaient élevés : 10,3 % sans vibration, contre 16,6 % avec vibration. Comme dans les travaux précédents, nous avons constaté une augmentation exponentielle du taux d'erreur lorsque la taille de la cible diminue, ce qui souligne l'importance d'utiliser des cibles de taille appropriée. Dans des conditions statiques, le support manuel a clairement nui à l'utilisation de l'écran tactile à main levée. Dans des conditions de vibration, le débit était plus faible et le taux d'erreur similaire lors de l'utilisation du support manuel par rapport à l'utilisation à main levée. Nous n'avons donc pas trouvé de preuves de l'avantage d'un support manuel lors de l'exécution d'une tâche de sélection multidirectionnelle sur un écran tactile soumis à des vibrations. Dans des conditions de vibration, la position du piédestal a été meilleure que la position sur le tableau de bord principal (débit plus élevé et taux d'erreur plus faible). Dans des conditions statiques, les deux positions ont donné des résultats similaires. Les écrans tactiles avioniques ont une performance similaire aux écrans tactiles commerciaux. (Conclusion) Les résultats de cette étude sont importants pour établir des tailles cibles minimales pour les interfaces avioniques soumises à des vibrations, ainsi que pour comprendre l'impact des vibrations sur l'utilisabilité des écrans tactiles dans le cockpit, les différences entre les positions des écrans et les limites de l'utilisation d'un support manuel comme méthode d'atténuation des vibrations.