People behaviors in crisis situations : Three modeling propositions

International audienceWarnings can help to prevent damages and harm if they are issued timely and provide information that help responders and population to adequately prepare for the disaster to come. Today, there are many indicator and sensor systems that are designed to reduce disaster risks. These systems have proved to be effective. Unfortunately, as all systems including human beings, a part of unpredictable remains. Indeed, each person behaves differently when a problem arises. In this paper, we focus on people behaviors in crisis situations: from the definition of factors that impact human behavior to the integration of these behaviors, with three different modeling propositions, into a warning system in order to have more and more efficient crisis management systems

Advanced driver assistance systems information management and presentation

With the development of advanced driving assistance systems, in-vehicle communication and information systems, there are situations where the driver becomes overloaded by information, creating potentially dangerous conditions. In this Thesis a novel strategy is proposed, to prioritise and present information. Firstly two main criteria are extracted, that allow the ability to rank messages: the risk associated with the non-presentation of the message, and its relevance to the environment. Fuzzy cognitive maps enable to represent expert knowledge and model these relationships. Secondly, a strategy to present information is proposed. Using an importance index, calculated from the previous risk and relevance indices, but also information nature, time constraints and access frequency, a set of best interfaces is selected. Furthermore design a model of driver workload is designed, based on the multiple resources theory. By estimating in real time the workload of the driver, the system enables to choose an optimal interface, that should prevent overload. This Thesis presents then the tools developed for the implementation and testing of the model. A video capture and data transfer program, based on the IEEE-1394 bus, enable in-vehicle real-time data capture and collection. Moreover, a software package for replay of the acquired data, analysis and simulation is developed. Finally, the implementation of the prioritisation and presentation strategy is outlined. The last part of this work is dedicated to the experiments and results. Using an experimental vehicle, data in different driving conditions are collected. the experiment is completed by creating data to simulate potentially dangerous situations, where driver is overloaded with information. The results show that the information management and presentation system is able to prevent overload in most conditions. Its structure and design allow to incorporate expert knowledge to refine the classification.EThOS - Electronic Theses Online ServiceGBUnited Kingdo

Virtual Reality Games for Motor Rehabilitation

This paper presents a fuzzy logic based method to track user satisfaction without the need for devices to monitor users physiological conditions. User satisfaction is the key to any product’s acceptance; computer applications and video games provide a unique opportunity to provide a tailored environment for each user to better suit their needs. We have implemented a non-adaptive fuzzy logic model of emotion, based on the emotional component of the Fuzzy Logic Adaptive Model of Emotion (FLAME) proposed by El-Nasr, to estimate player emotion in UnrealTournament 2004. In this paper we describe the implementation of this system and present the results of one of several play tests. Our research contradicts the current literature that suggests physiological measurements are needed. We show that it is possible to use a software only method to estimate user emotion

Modèles d’intégration des designers créatifs dans les processus de conception industriels

Many studies show that industrial design is key to triggering, fostering andsustaining innovation. However, the unique capacities of creation and innovationof industrial designers make it challenging for them to thrive within industrialenvironments.The challenge for companies is to create the optimal work environment forthose professionals, while ensuring their work can be integrated smoothly intothe existing industrial design processes. We assume this dilemma is partiallystemming from the intensive use of sequential design models in the industry.Design tools were developed on the assumption that creative front end andproduct development should be separated.We introduce here a new model, aiming at depicting accurately the reasoningmodes and the nature of the object being designed with the digital ComputerAided Design (CAD) suites. This model is the result of the joint mobilization offour academic fields : computer, cognitive and management science and designtheories. Dassault Systèmes and their CATIA software have proven to be an excellentresearch environment for such questions. As we have been thinking, thenew model (laminated) makes three new hypothesis. Those unheard assertionshave been suggested and validated with this thesis :1/ Some specific design workshops are able to provide simultaneously robust andgenerative design capacities. We call this characteristic «acquired originality».2/ The object representations within by the software are not the result of successiverefinements but derive directly from a parameterized set of rules.3/ Industrial designers have specific requirements for CAD tools, different fromtheir engineers and artists counterparts because what they design is fundamentallydifferent. IDs generate conceptual models using a mass singularity technique.Those results sketch the emergence of a new generation of CAD tools forindustrial designers and able to foster innovation.De décisifs et puissants enjeux d'innovation ainsi que de renouvellement del'identité des objets bouleversent le monde industriel. De telles aptitudes créativessont usuellement associées aux designers industriels. Cependant, ces professionnelsne sont actuellement pas intégrés dans les processus numériques deconception.Afin de décrire ce paradoxe, nous formulons l'hypothèse que, l'omniprésencedans l'industrie de modèles de la conception de type séquentiel, qui juxtaposentcréativité et développement produit, entrave l'intégration des designers industrielsau sein des processus industriels. En effet, en compartimentant la conceptionen silos, ce type de modèles généralistes inhibe les méthodes spécifiquesdes concepteurs créatifs. Bien plus, les outils numériques adjoints au modèle séquentielétant calqués sur sa logique, ils reproduisent et les inconvénients d'unetelle structuration.En mobilisant quatre disciplines académiques qui traitent des outils numériques,à savoir les sciences informatiques, cognitives, de gestion et les théoriesde la conception, nous élaborons un nouveau modèle «dit stratifié». Ce dernierrévèle les modes de raisonnement empruntés par les concepteurs créatifs ainsique la nature des produits élaborés dans les environnements logiciels. A ce titre,l'entreprise Dassault Systèmes ainsi que la suite CATIA se sont révélés un substratde recherche idéal. Comme attendu, notre nouveau modèle propose desassertions inédites qui sont validées au cours de notre travail. Nous avons alorsdémontré que :1/ Certains ateliers de conception favorisent simultanément robustesse et générativité.Nous qualifions cette nouvelle propriété d'«originalité acquise».2/ Les avatars dans le logiciel ne résultent pas d'un raffinement progressif del'objet mais sont plutôt l'instanciation d'une base de règles paramétrée.3/ Les designers industriels requièrent des outils distincts de ceux employés parles artistes 3D ou les ingénieurs, de par la nature de leur conception. Plus exactement,ces professionnels génèrent des modèles conceptuels selon une logiquede singularité de masse.Ces résultats offrent ainsi la perspective engageante de l'émergence d'unenouvelle génération d'outils numériques de conception. Ces outils inédits serontaptes à intégrer les designers industriels et à proposer de l'innovation à la d

Élaborer une approche d'assistance à la navigation à inspiration cognitive pour les personnes souffrant d'une incapacité visuelle majeuret : cas du piéton non voyant

Les personnes non voyantes font face à des défis quotidiens au cours de leurs activités de navigation. Afin d’offrir des solutions technologiques pour les aider à surmonter ces défis, il est nécessaire d’élaborer une méthodologie de recherche appropriée qui prend en considération leurs besoins spécifiques. Cette méthodologie nécessite des connaissances multidisciplinaires et une capacité de travailler avec des équipes provenant de différents domaines. Nous entamons cette thèse par un aperçu sur les différentes approches de conception adoptées en ingénierie et en réadaptation. Nous exposerons les principes de l’approche classique d’ingénierie, puis du design participatif, ensuite du design universel et enfin notre nouvelle approche de conception que nous nommons ‘le design cognitif’. Nous mettons en évidence le potentiel de cette nouvelle approche pour fournir des solutions qui répondent aux attentes et aux besoins des personnes non voyantes. Cette approche sert à améliorer la conscience situationnelle chez ces individus pendant leurs activités de navigation dans des zones urbaines. Dans un premier temps, nous avons étudié la nature de la représentation mentale de l’espace chez les personnes non voyantes. Après cela, nous avons modélisé la configuration de cette représentation mentale en nous basant sur les schémas d’image. Ces schémas permettent de capturer de manière claire et significative les différentes relations qui existent entre les éléments de la représentation mentale. Ensuite, nous avons élaboré un modèle conceptuel sémantique de données spatiales utiles pour aider les individus non voyants dans leurs différentes tâches de navigation et de wayfinding. Ces données doivent être structurées de façon hiérarchique afin de garantir une meilleure communication entre l’outil d’assistance et l’utilisateur non voyant. Enfin, nous avons intégré ce modèle sémantique avec la norme ISO 19133:2005 développée pour soutenir les services de suivi et de navigation des clients mobiles. Nous avons aussi utilisé un scénario type de navigation qui illustre l’apport et la contribution du design cognitif pour concevoir des outils d’assistance pour les personnes non voyantes.Blind people encounter many challenges during their daily activities of navigation. In order to develop technological solutions to assist them, it is necessary to elaborate an appropriate research methodology that take into account the specific needs of people suffering from such a disability. This methodology requires multidisciplinary knowledge and the ability to work with teams with widely different backgrounds. First of all, we propose an overview of different approaches of design adopted in rehabilitation and engineering, beginning with the classical engineering approach, then progressing to participatory design, universal design and a novel approach of design that we call ‘cognitive design’. Then, we highlight the potential of this latter approach in providing solutions that meet the expectations and the needs of disabled people. This approach helps to provide blind people with heightened situation awareness during their navigational activities within urban areas. At the beginning, we investigated the nature of the mental representation of space used by blind persons. We then represented this information using image schemata as these capture in a meaningful way the different features that make up the spatial configuration. Next, we elaborated a semantic model of useful geospatial data which will serve to assist the visually impaired in various tasks of navigation and wayfinding. These data must be hierarchically structured in order to guarantee a better communication between the device and blind users. After that, we integrated this semantic model with basic geographic information useful for tracking and navigation activities, using the ISO 19133:2005 data standard developed for Location-based Services. A typical scenario is used to show the contribution and value of adopting the cognitive design approach to develop an assistive tool for blind pedestrians

Making Worlds Accessible. Essays in Honor of Angelika Kratzer

Every linguist knows how colossal Angelika’s impact on our field is. Hearing aboutthis would not be informative for anybody who might (virtually) pick up this volume, including Angelika herself. So, instead of writing about, say, Angelika’s crucial role in the development of our understanding of modality, we will write about what Angelika means to us, as a teacher, advisor, mentor, colleague, and friend. We know that these words will resonate with many of you (Angelika has meant so much to so many people). We just get to be the lucky ones to tell Angelika publicly.https://scholarworks.umass.edu/ak_festsite_schrift/1000/thumbnail.jp

Le récit comme outil heuristique

L'objet de cette recherche est le récit, une perspective du récit en tant qu'outil heuristique. Ce terme est une traduction libre de la notion de « object-to-think-with » développée par Seymour Papert à l'intérieur de sa théorie de l'apprentissage en syntonie, elle-même faisant partie du « constructionnisme », théorie de l'apprentissage dérivée du constructivisme de Jean Piaget avec lequel Papert a travaillé. L'outil heuristique est compris ici comme un artefact cognitif aidant la compréhension, la découverte et l'apprentissage. L'argument principal de ce mémoire est que le récit permet d'articuler la connaissance à l'expérience de laquelle celle-ci est abstraite. En plus de la contribution majeure de Papert, cette recherche s'appuie sur les sciences cognitives, la psychologie du développement et les théories expérientielles de l'apprentissage. Sont mises à contribution : les idées de Donald Norman sur les artefacts cognitifs, celles de Lev Vygostky au sujet de la relation entre « concept spontané » et « concept scientifique » dans le cadre de son socioconstructivisme ainsi que l'articulation que John Dewey prône entre expérience et connaissance au moment de la transmission du savoir. Ce mémoire documente également le parcours de recherche qui y a mené. Cette démarche est conséquente avec les sujets abordés, il s'agit d'un parcours heuristique. Dans une suite éventuelle des travaux présentés dans le présent document il est considéré de supplémenter les théories mentionnées ci-haut avec les neurosciences et la phénoménologie. Plutôt que de considérer le récit à partir de l'ontologie d'un médium comme la littérature, le cinéma ou l'ordinateur, l'approche proposée ici place le point de vue du côté des attributs humains.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : récit, artefacts cognitifs, apprentissage, bricolage théorique

Système intelligent pour le suivi et l’optimisation de l’état cognitif

Les émotions des êtres humains changent régulièrement et parfois de manière brusque entrainant un changement de l’état mental c’est-à-dire de l’aptitude cérébrale à fonctionner normalement. Il en résulte une capacité cognitive (ou état cognitif) de l’individu à pouvoir raisonner, accéder à la mémoire, ou effectuer des déductions, variable selon l’état mental. Ceci affecte, en conséquence, les performances des utilisateurs qui varient en fonction de leurs état cognitifs. Cette thèse vise à optimiser l’état cognitif d’un utilisateur lors de ses interactions avec un environnement virtuel. Comme cet état dépend des émotions, l’optimisation de l’état cognitif peut être réalisée à travers l’optimisation des émotions et en particulier la réduction des émotions négatives. Une première partie concerne les moyens de mesurer en temps réel (par un Module de mesures) l’état émotionnel et mental d’un utilisateur lors de ses interactions avec un environnement virtuel. Nous avons réalisé pour cela quatre études expérimentales avec quatre environnements différents. Nous avons montré que ces mesures peuvent être réalisées en utilisant différents capteurs physiologiques. Nous avons aussi montré qu’il est possible de prédire la tendance de l’excitation (un état mental) à partir d’un traceur de regard. Dans une deuxième partie, nous présentons l’Agent Neural qui modifie les environnements virtuels afin de provoquer une modification de l’état émotionnel d’un utilisateur pour améliorer son état cognitif. Nous avons réalisé quatre études expérimentales avec quatre environnements virtuels, où l’Agent Neural intervient dans ces environnements afin de changer l’état émotionnel de l’utilisateur. Nous avons montré que l’agent est capable d’intervenir dans plusieurs types d’environnements et de modifier les émotions de l’utilisateur. Dans une troisième partie, présentons l’Agent Limbique, qui personnalise et améliore les adaptations faites par l’Agent Neural à travers l’observation et l’apprentissage des impacts des changements des environnements virtuels et des réactions émotionnelles des utilisateurs. Nous avons montré que cet agent est capable d’analyser les interventions de l’Agent Neural et de les modifier. Nous avons montré aussi que l’Agent Limbique est capable de générer une nouvelle règle d’intervention et de prédire son impact sur l’utilisateur. La combinaison du Module de mesures, de l’Agent Neural, et de l’Agent Limbique, nous a permis de créer un système de contrôle cognitif intelligent que nous avons appelé Système Limbique Digital.The human’s emotions change regularly and sometimes suddenly leading to changes in their mental state which is the brain’s ability to function normally. This mental state’s changes affect the users’ cognitive ability (or cognitive state) to reason, access memory, or make inferences, which varies depending on the mental state. Consequently, this affects the users’ performances which varies according to their cognitive states. This thesis aims to optimize the users’ cognitive state during their interactions with a virtual environment. Since this state depends on emotions, optimization of cognitive state can be achieved through the optimization of emotions and in particular the reduction of negative emotions. In a first part, we present the means of measuring in real time (using a Measuring module) the users’ emotional and mental state during their interactions with a virtual environment. We performed four experimental studies with four different environments. We have shown that these measurements can be performed using different physiological sensors. We have also shown that it is possible to predict the tendency of excitement (a mental state) using an eye tracker. In a second part, we present the Neural Agent which modifies virtual environments to provoke a modification on the users’ emotional state in order to improve their cognitive state. We performed four experimental studies with four virtual environments, in which the Neural Agent intervenes in these environments to change the users’ emotional state. We have shown that the agent is able to intervene in several types of environments and able to modify the users’ emotions. In a third part, we present the Limbic Agent, which personalizes and improves the adaptations performed by the Neural Agent through the observation and the learning from the virtual environments changes’ impacts and the users’ emotional reactions. We have shown that this agent is able to analyze the Neural Agent’s interventions and able to modify them. We have also shown that the Limbic Agent is able to generate a new intervention rule and predict its impact on the user. The combination of the Measuring Module, the Neural Agent, and the Limbic Agent, allowed us to create an intelligent cognitive control system that we called the Digital Limbic System