Soutenance HDR

Domitile LOURDEAUX

Modélisation de l’activité humaine pour la scénarisation adaptative d’environnements virtuels : Des comportements cognitifs aux comportements erronés en situation dégradée


Le mardi 10 juillet 2012 à 14h00 en L200


Membres du Jury :

  • Monique Grandbastien, Professeur
  • Stéphane Donikian, Directeur de Recherche Inria
  • René Mandiau, Professeur
  • Vanda Luengo, Maître de Conférences HDR
  • Jacques Marc, Directeur de Recherche
  • Indira Thouvenin, Enseignant-chercheur contractuel HDR, Heudiasyc-UTC, Compiègne
  • Jean-Paul Barthès, Professeur émérite, Heudiasyc-UTC, Compiègne
  • Dominique Lenne, Professeur, Heudiasyc-UTC, Compiègne

Résumé :

Les travaux menés dans le domaine de la réalité virtuelle permettent aujourd’hui d’envisager son utilisation de manière efficace pour la formation. Toutefois, les approches existantes ne permettent de gérer que des environnements peu interactifs, proposant des situations d’apprentissage peu complexes ou encore intégrant insuffisamment d’aspects collectifs et de personnages virtuels. Or, nous souhaitons proposer des environnements virtuels dans lesquels les utilisateurs peuvent réellement voir l’impact de leurs décisions sur des systèmes complexes intégrant à la fois des composantes techniques, organisationnelles et humaines qu’elles soient individuelles ou collectives.

Les méthodes de scénarisation actuelles consistent à déterminer à l’avance toutes les situations envisagées mais cette approche nécessite un énorme travail d’implémentation et limite l’évolutivité des environnements. Contrairement à ces approches déterministes, nous souhaitons créer des scénarios modifiables dynamiquement et permettre ainsi l’émergence de situations d’apprentissage variées et personnalisées mais rendant compte de situations écologiques observées sur le terrain. Cette approche permet de favoriser des apprentissages situés et d’augmenter la motivation et l’implication de l’apprenant. Il faut pouvoir à la fois s’assurer que les situations proposées soient pertinentes tant sur le plan pédagogique que sur le plan narratif, et contrôler l’occurrence de ces situations dans l’environnement. Ce contrôle est souvent fait au détriment de la cohérence du système technique ou des comportements des personnages virtuels.

Dans ce contexte, nous proposons de centrer nos travaux sur la composante « facteur humain » afin de prendre en compte l’activité de l’apprenant et que des personnages virtuels rendent compte de la variabilité des comportements humains dans des situations complexes. Notre projet de recherche vise donc à modéliser l’activité humaine et sociale et à proposer une scénarisation adaptative, c’est-à-dire à orienter dynamiquement le scénario et le comportement de personnages virtuels autonomes dans un environnement virtuel vers des situations d’apprentissage personnalisées et pertinentes sans nuire à la cohérence et sans contraindre l’émergence de situations. L’originalité de nos travaux consiste à coupler des environnements virtuels avec des techniques d’intelligence artificielle et à opérationnaliser des modèles issus de travaux en psychologie cognitive.

Notre contribution s’articule autour de la plateforme HUMANS. Elle comprend un outil auteur HUMANS-DL qui permet à différents experts de saisir des modèles (d’activité, de risques, du monde, etc.). Une idée forte que nous défendons avec ces modèles est de permettre aux moteurs décisionnels de s’appuyer sur des modèles rendant compte de situations écologiques observées sur le terrain par des experts et de faire émerger des situations d’apprentissage pertinentes. Ces modèles sont directement interprétables par les moteurs décisionnels de la plateforme :

  • REPLICANTS pour la modélisation de personnages virtuels autonomes dotés de caractéristiques cognitives (e.g. émotions, personnalité, etc.) ;
  • SELDON pour déterminer les situations pédagogiques et narratives pertinentes au regard du profil de l’apprenant et d’objectifs de formation et pour contrôler dynamiquement le scenario d’un environnement virtuel complexe et cohérent ;
  • MONITOR pour le suivi de l’apprenant (e.g ; traces, critères de performance), etc.

La plateforme HUMANS a été mise en œuvre pour développer différents types d’application de formation : à la direction d’équipe, aux métiers de l’aéronautique, à la maîtrise des risques sur sites à haut risque, des équipes de secours suite à des attaques terroristes, à la garde d’enfants, etc.

Le travail présenté dans cette HDR est le fruit d’un travail passionnant menés avec les différents partenaires de ces projets, mes collègues, les ergonomes et en particulier Jean-Marie Burkhardt, mes doctorants, postdoctorants et étudiants : Wajih Bouslimi, Lydie Edward, Kahina Amokrane, Margaux Lhommet, Camille Barot, Kevin Carpentier, Vincent Lanquepin, Julien Saunier, Hazaël Jones, etc.



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