Research Through Design

Aussi appelé: RtD
Catégorie: Control › Human in the loop
Mots-clés: design-research, human-robot-interaction, prototyping, methodology, hci

Une approche de recherche dans laquelle concevoir et construire des prototypes est le principal moyen de produire des connaissances, les artefacts et la réflexion sur leur fabrication étant traités comme des résultats de recherche.

Définition

La recherche par le design (research through design, RtD) est une approche de la recherche dans laquelle l'acte de concevoir, de prototyper et de fabriquer est la méthode centrale de production de connaissances, plutôt qu'une étape qui la suit. L'expression vient de l'article de Christopher Frayling de 1993, Research in Art and Design, qui distinguait la recherche sur le design, la recherche pour le design et la recherche par le design. En interaction humain-machine, elle a été développée par Zimmerman, Forlizzi et Evenson, dont l'article CHI de 2007 décrivait comment les designers peuvent apporter des contributions de recherche en construisant des artefacts qui incarnent un état futur meilleur proposé.

Dans un projet de RtD, les chercheurs cadrent un problème ou une opportunité, puis itèrent à travers des concepts, des croquis et des prototypes fonctionnels, en documentant les décisions de conception, les alternatives envisagées et ce qui a été appris à chaque étape. Les artefacts qui en résultent sont traités comme des porteurs de connaissance : ils concrétisent une idée de ce que la technologie pourrait être, et ils peuvent être déployés et étudiés avec des personnes. Les contributions sont généralement génératives plutôt que prédictives, comme des qualités de design, des cadres, des métaphores ou des collections annotées d'artefacts sur lesquelles d'autres designers peuvent s'appuyer. Des approches comme les portfolios annotés ont été proposées pour rendre explicite la connaissance contenue dans un ensemble d'artefacts.

En robotique, la RtD est surtout répandue en interaction humain-robot, où les chercheurs explorent la forme, le mouvement, les matériaux et le comportement des robots au moyen de prototypes physiques plutôt qu'en partant d'une plateforme robotique fixe. Elle se distingue du prototypage d'ingénierie, où le prototype est une étape vers un produit spécifié, et des expériences contrôlées, dont le but est de tester une hypothèse. Les études de RtD sont jugées sur la rigueur de la documentation de leur processus, la qualité de la réflexion et la pertinence de leurs contributions, plutôt que sur la généralisation statistique. Les critiques notent que cela rend les résultats plus difficiles à comparer et à reproduire, d'où l'accent mis sur une documentation soigneuse du processus de conception.

Pourquoi c'est important

Certaines questions sur l'apparence que devraient avoir les robots, leur façon de bouger et de s'intégrer aux espaces du quotidien ne peuvent pas trouver de réponse en testant des robots existants, parce que les bonnes conceptions n'existent pas encore. La RtD donne aux chercheurs une manière reconnue d'explorer ces questions en construisant, et elle explique la structure et la contribution de nombreux articles de HRI guidés par le design que des ingénieurs pourraient sinon lire comme des expériences incomplètes.

Applications principales

Exploration de la forme, des matériaux et du mouvement des robots en interaction humain-robot
Conception de robots sociaux, ambiants et domestiques
Design spéculatif et critique des rôles futurs des robots
Élaboration de cadres de design et de métaphores pour le comportement des robots
Design d'interaction pour dispositifs robotiques portables et d'assistance

En pratique

Un groupe de HRI veut explorer des robots qui partagent un espace de vie sans réclamer l'attention. Au lieu d'adapter un robot existant, il esquisse des concepts inspirés de la façon dont les plantes bougent et poussent, puis construit une série de prototypes à l'aide de mécanismes lents entraînés par moteurs pas à pas, de feuilles flexibles imprimées et de tissu. Chaque prototype est placé dans une pièce semblable à un logement, observé et discuté avec des participants, et l'équipe consigne pourquoi chaque choix de conception a été conservé ou abandonné. L'article présente les prototypes, les métaphores de design auxquelles l'équipe a abouti et les questions ouvertes qu'ils ont soulevées, plutôt qu'un unique chiffre de performance.

Idées reçues

La recherche par le design consiste simplement à construire un prototype — la contribution de recherche provient d'une itération documentée et réflexive et de la connaissance qui en est tirée, pas de l'artefact seul
Les études de RtD sont des expériences contrôlées ratées — elles visent à générer des idées, des cadres et des connaissances de design, pas à tester statistiquement une hypothèse
La RtD est la même chose que la conception d'ingénierie ou le développement de produit — les prototypes d'ingénierie servent un objectif spécifié, alors que la RtD utilise la fabrication pour découvrir ce que devraient être l'objectif ou les bonnes questions

Qui devrait le savoir

Chercheurs et designers en interaction humain-robot
Ingénieurs qui collaborent avec des chercheurs en design
Relecteurs d'articles de robotique guidés par le design
Étudiants qui passent de l'ingénierie à la HRI

Technologies associées

Prototypage rapide (Rapid Prototyping)
Portfolios annotés (Annotated Portfolios)
Design participatif (Participatory Design)
Design spéculatif (Speculative Design)
Études de déploiement sur le terrain (Field Deployment Studies)

Termes associés

Projets associés

Webots: Cross-platform robot simulator with built-in models, sensors, and development environment
Reachy Mini: Open-source desktop robot from Pollen and Hugging Face with an expressive 6-DoF head
RAI: Vendor-agnostic agent framework for ROS 2 robots and physical AI
Assistive Gym: Physics simulation framework for training assistive robots in caregiving tasks