Exécution adaptative par observation et analyse de comportements
Application à des logiciels interactifs pour des enfants autistes

Thèse de doctorat soutenue
le 7 décembre 2005
Karim SEHABA
Membre du jury :
Président :
Didier Arquès, Professeur des universités - Université de Marne-la-vallée
Directeur de l'école Doctorale ICMS (Information Communication Modélisation Simulation)
Directeur de thèse :
Pascal Estraillier, Professeur des universités - Université de La Rochelle
Directeur du laboratoire L3I (Informatique Image Interaction)
Rapporteurs :
Sylvie Després, Maître de conférences-HDR - Université Paris V
Stéphane Natkin, Professeur des universités – CEDRIC/CNAM
Directeur de l’Ecole Nationale de Jeux et Media Interactifs Numériques
Examinateurs :
Didier Lambert, Docteur-Psychiatre des Hôpitaux – Hôpital de La Rochelle
Directeur du service de pédopsychiatrie de l'hôpital de La Rochelle
Jean-Claude Martin, Maître de conférences - Université Paris VIII
Chercheur CNRS/LIMSI – LINC Université Paris 8

Mots clés : Interaction Homme-Machine, exécution adaptative, raisonnement à partir de cas, analyse de comportements, observation, jeux, autisme.

Présentation: Transparents.ppt
Manuscrit: [pdf]

Résumé :

La prise en compte du comportement de l'utilisateur dans les applications interactives, qui incluent l'utilisateur humain, apparaît évidente pour la mise en œuvre d'un mécanisme de prise de décision rapide et adaptée à la situation. Il s'agit de définir un système capable de «comprendre» le comportement de l'utilisateur et d'y répondre, de manière personnalisée et en temps réel, par des activités adaptées en tenant compte des consignes du concepteur de l'application. Dans ce cadre, nous avons apporté notre contribution à la problématique de l'exécution adaptative par observation et analyse du comportement. Notre travail se partage en trois parties.

La première partie de notre travail concerne l'étude des approches d'analyse de comportements. Nous avons défini un formalisme basée sur l'observation pour l'analyse de comportement de l'utilisateur en interaction avec des applications informatiques. Il s'agit des observations effectuées sur les actions explicites (clavier, souris, écran tactile, etc.) et implicites (concernant les expressions faciales) de l'utilisateur. À partir de cela, nous construisons des formes qui constituent les éléments de base pertinents pour le comportement considéré. Nous nous appuyons pour affirmer cela sur la notion d'Affordances. Les formes seront analysées par la suite par des agents observateurs dans un processus d'interprétation. Ce dernier consiste à donner des points de vue à différents niveaux d'analyse dans une méthodologie incrémentale.

La seconde partie de notre travail concerne les modèles de contrôle d'exécution des activités en tenant compte du comportement de l'utilisateur. L'étude des approches proposées dans la littérature, notamment, les systèmes à base de connaissances, les systèmes à base de procédures et les systèmes de classeurs, par leurs caractères réactifs, présentent une difficulté de contrôle qui se manifeste dans la prévoyance de l'état du système après exécution des séquences d'actions que génèrent ces approches. Le storytelling interactif a montré un intérêt pour répondre à la problématique du contrôle d'exécution par l'exploitation des histoires comme vecteurs de connaissance. Il s'agit de générer des scénarios interactifs en fonction de l'état de l'environnement. Néanmoins, ce nouveau courant de recherche ne met pas l'accent sur le comportement de l'utilisateur en interaction avec les objets d'intérêt de l'application. À partir de cette étude, nous avons défini un modèle fondé sur le raisonnement à partir de cas permettant la génération des scénarios répondant à la description du profil de l'utilisateur ainsi que ses besoins. Notre stratégie de contrôle consiste à déclancher un épisode de raisonnement à chaque fois que les agents observateurs détectent un comportement qui porte un intérêt particulier. Il s'agit des cas où le comportement de l'utilisateur n'est pas cohérent par rapport à l'activité en cours. L'avantage de notre approche est qu'elle diminue l'effort lié à l'acquisition des connaissances et de calcul dans le processus de raisonnement et de l'apprentissage de système.

La dernière partie de notre travail est consacrée à la présentation du système que nous avons développé dans la cadre du Projet Autisme. Ce système propose des jeux éducatifs destinés à des enfants autistes. Il constitue un cadre d'application et de validation de notre contribution. Ce cadre applicatif présente les caractéristiques d'une exécution adaptative et interactive adéquate au comportement de chaque enfant autiste, comportement appréhendé par différents moyens (réponses au jeu et expressions faciales). Ainsi, le système en question, basé sur le paradigme multi-agents, inclut les connaissances de l'expert, une description du profil de l'enfant autiste et la dynamique de leurs interactions.

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