Interaction décisionnelle homme-robot : la planification de tâches au service de la sociabilité du robot

Cette thèse aborde la problématique du robot assistant et plus particulièrement les aspects décisionnels qui y sont liés. Un robot assistant est amené à interargir avec des hommes ce qui impose qu'il doit intègrer dans son processus décisionnel de haut-niveau les contraintes sociales inhérentes à un comportement acceptable par son(ses) partenaire(s) humain(s). Cette thèse propose une approche permettant de décrire de manière générique diverses règles sociales qui sont introduites dans le processus de planification du robot afin d'évaluer la qualité sociale des plans solutions et de ne retenir que le(s) plus approprié(s). Cette thèse décrit également l'implémentation de cette approche sous la forme d'un planificateur de tâches appelé HATP (Human Aware Task Planner en anglais). Enfin, cette thèse propose une validation de l'approche développée grâce à un scénario de simulation et à une mise en oeuvre sur un robot réel.This thesis is about assistive robot challenge et more especially about decisional issues linked to it. An assistive robot has to interact with humans which implies that it must integrate in its high-level decisional process some social constraints inherent in a behaviour acceptable by its human partner(s). This thesis proposes an approach allowing to describe, in a generic way, a set of social rules introduced in the robot planning process in order to evaluate social quality of solution plans and, thus, keep the most appropriate. This thesis also describes implementation of this approach in the form of a task planner called HATP (Human Aware Task Planner). Finally, this thesis proposes a validation of the developed approach with a simulation scenario and an implementation on a real robot

Modélisation de dialogues à l'aide d'un modèle Markovien caché

La modélisation de dialogue humain-machine est un domaine de recherche qui englobe plusieurs disciplines telles que la philosophie, les sciences cognitives et sociales, et l’informatique. Elle a pour but de reproduire la capacité humaine afin d’apprendre des stratégies optimales de dialogue. De plus, elle vise à concevoir et à évaluer des systèmes de gestion de dialogue ou d’étudier plus en détails la nature des conversations. Par ailleurs, peu de modèles de simulation de dialogues existants ont été jugé bons. Ce mémoire présente un modèle de Markov caché qui prédit l’action de l’utilisateur dans les systèmes de dialogue étant donné l’action du système précédente. L’apprentissage du modèle a été réalisé selon une approche d’apprentissage non supervisé en utilisant différentes méthodes de la validation croisée. Quant à l’évaluation du modèle, elle a été faite en utilisant différentes métriques. Les résultats de l’évaluation ont été en dessous des attentes mais tout de même satisfaisants par rapport aux travaux antérieurs. Par conséquent, des avenues de recherches futures seront proposées pour surpasser cette problématique. Mots-clés : traitement de la langue naturelle, dialogue oral homme-machine, modèle de Markov caché, apprentissage non supervisé, validation croisée.Modeling human-machine dialogue is a research area that encompasses several disciplines such as philosophy, computer science, as well as cognitive and social sciences. It aims to replicate the human ability to learn optimal strategies of dialogue. Furthermore, it aims to design and evaluate management systems for dialogue, and to study the nature of the conversations in more detail. Moreover, few simulation models of existing dialogues were considered good. This thesis presents a hidden Markov model that predicts the action of the user in dialogue systems on the basis of the previous system action. The learning model has been realized through an approach to unsupervised learning using different methods of cross validation. As for model evaluation, it has been done using different metrics. The evaluation results were below expectation. Nonetheless, they are satisfactory compared to previous work. Ultimately, avenues for future research are proposed to overcome this problem. Keywords: natural language processing, spoken dialogue human-machine, Hidden Markov Model (HMM), unsupervised learning, cross validation

Approche instrumentale de l'activité d'enseignement en sciences et techniques des agroéquipements : le cas d'une formation professionnelle agricole

This University thesis looks into the work done by teachers in Agri-Sciences and Techniques: how a "sound agricultural practice" is transmitted in a vocational teaching situation. Its aim is to grasp the organisation of the teaching activity in a particularly discretionary context and in various fluctuating situations. The conceptual framework used for this research is at the intersection of Professional Teaching Practice and an extended instrumental approach. The analytical work is based on tangible teaching practices as they were expressed, and takes into account the symbolic dimension of the device used by the teacher. As it bears on one technical element, the observation of the teachers’ activity makes it possible to highlight the various ways they make use of the chosen devices. The results analysis is based on the concept of invariance (both of the subject and the situation), as it was expected from the teacher’s range of devices and also dialectic relation between the concepts of "empowerment" and "self-accomplishment". The variations can be explained by the active process of the person’s identity construction, proceeding from the feeling of personal sense, a feeling each time unique and incessantly renewed: the teacher’s knowledge and cognition, as it is mustered through the devices used, appear to be closely linked to a form of "re-cognition", leading to varied teaching styles. From a more general point of view, the results verify the model of a "teaching person", as it was propositioned in the theoretical framework; it gives the global teaching act a broader meaning that reaches beyond language.Cette thèse s’intéresse au travail enseignant en Sciences et Techniques des Agroéquipements (STA) dans le cadre de la transmission d’une « bonne pratique agricole » en situation d’enseignement professionnel. Elle vise à saisir l’organisation de l’activité d’enseignement, instrumentée dans un contexte particulièrement discrétionnaire et dans des environnements dynamiques multiples. Le cadre conceptuel mobilisé est au croisement de la didactique professionnelle et de l’approche instrumentale étendue. L’analyse porte à la fois sur des pratiques effectives et racontées et tient compte de la dimension symbolique de l’instrument dans la stratégie didactique mobilisée par l’enseignant. L’observation de l’activité didactique des enseignants, portant sur un même objet technique, permet de mettre en évidence les différents modes d’appropriations des instruments. L’analyse des résultats s’appuie sur la notion d’invariant (du sujet et de la situation) qui est envisagée au niveau du système d’instruments de l’enseignant et dans une articulation dialectique entre « pouvoir d’agir » et « accomplissement de soi ». La variabilité interindividuelle s’explique dans un processus dynamique de construction identitaire du sujet à l’origine « d’un sens pour soi » à chaque fois unique et sans cesse renouvelé : les connaissances en acte mobilisées par l’enseignant au travers de ses instruments apparaissent intimement liées à une forme de « re-connaissance en acte » donnant des styles d’enseignement variés. D’un point de vue plus général, les résultats valident le modèle « du sujet enseignant » proposé dans le cadre théorique en donnant à l’acte global d’enseignement une signification plus large et au-delà du langage

Gouverner par le temps: Sociologie politique des agendas personnels et des emplois du temps d'acteurs publics

La sociologie des temporalités et l'anthropologie de l'agenda personnel révèle les significations « civilisationnelles » de cet outil ordinaire de gestion du temps des individus modernes. Il est à la fois un vecteur rationnel d'auto-contrôle, d'une aliénation planifiée condamnant au « présentisme », mais il est aussi l'instrument d'une gestion individuelle émancipatrice des temporalités plurielles, des frontières et des rôles. Ses usages en politique témoignent des logiques de l'accélération généralisée des sociétés, d'un raccourcissement des horizons, d'une disparition des futurs possibles, d'une saturation des temps du représentant politique par les réunions, les rendez-vous et les cérémonies, par l'animation, la médiation, les clientèles et la parade, par l'urgence et la multi-activité connectée, on line et en temps réel, au détriment « des dossiers » et de « la réflexion » sur les projets de sociétés qu'il est censé porter. Mais cet agenda outil de synchronisation des temporalités plurielles des acteurs publics de la démocratie reste un observatoire sous-exploité des logiques du travail de représentation, de gouvernement et, in fine, de légitimation. L'ambition est alors de dessiner l'agenda comme une fenêtre sur la gestion du temps en politique, le rythme, la nature et la répartition des tâches dans l'emploi du temps des élus et des dirigeants politiques. Il s'agit se structurer l'approche du politique par les agendas personnels des acteurs du champ du pouvoir, à partir de trois axes horizontaux d'interprétation de leurs usages : le gouvernement de soi, l'organisation collective et la mise en scène du travail politique. Ces lectures croisent la double dimension de l'objet, à la fois dispositif de planification à observer et corpus d'événements à exploiter. L'analyse montre que l'agenda du politique est d'abord une écriture programmatrice et mémorielle, une auto-discipline équipée. Il permet d'incorporer les exigences et les attendus du métier, de domestiquer l'urgence et de produire une image exemplaire. L'analyse souligne ensuite que l'agenda est un dispositif organisationnel de coordination managériale, de rationalisation et de professionnalisation du travail politique individuel et collectif. L'efficience de l'entreprise de représentation politique passe par une optimisation du temps. Le pouvoir reposerait de ce point de vue d'abord sur une bonne gestion de ce temps. L'analyse montre enfin que l'agenda reste surtout un vecteur de légitimation de la domination. La mise en scène quotidienne de soi et du leadership auquel la publication de l'agenda personnel donne lieu joue avec l'impératif de transparence et l'exigence de proximité, sans toutefois révéler les secrets du pouvoir

Les signatures neurobiologiques de la conscience

Dans le cadre de ses activités scientifiques, l’Académie Européenne Interdisciplinaire des Sciences a réuni durant la période 2016-2018, par l’intermédiaire de séminaires, conférences et colloque, divers spécialistes travaillant dans les domaines des neurosciences, de la psychologie cognitive, de l’intelligence artificielle, ou encore réfléchissant aux impacts sociétaux des avancées obtenues. Cet ouvrage est le fruit de toutes ces contributions et a pour ambition de présenter un certain nombre de résultats, de perspectives actuellement discernables, de points de vue concernant l’état des connaissances dans ces domaines avec un lien, parfois direct, parfois implicite, avec la question de la conscience. Une introduction générale, rédigée par le comité de lecture de l’AEIS, rappelle le contexte de l’émergence de ces résultats, perspectives et points de vue, dont le lecteur prendra connaissance dans le corps de l’ouvrage, qui comporte quatre parties : Travaux en neurosciences et psychologie expérimentale. Sciences cognitives et intelligence artificielle. Réflexions sur l’intelligence, la conscience et l’impact de l’IA sur les activités humaines. Synthèse des discussions de la table ronde tenue à l’issue du colloque de mars 2018. Un court épilogue rédigé par le comité de lecture met en avant des réflexions et questions qu’ont soulevé la lecture des différents chapitres de l’ouvrage et la prise de connaissance d’articles scientifiques foisonnants sur les travaux actuels pluridisciplinaires autour des interrogations liées à la conscience au sens large

Grounding the Interaction : Knowledge Management for Interactive Robots

Avec le développement de la robotique cognitive, le besoin d’outils avancés pour représenter, manipuler, raisonner sur les connaissances acquises par un robot a clairement été mis en avant. Mais stocker et manipuler des connaissances requiert tout d’abord d’éclaircir ce que l’on nomme connaissance pour un robot, et comment celle-ci peut-elle être représentée de manière intelligible pour une machine. \ud \ud Ce travail s’efforce dans un premier temps d’identifier de manière systématique les besoins en terme de représentation de connaissance des applications robotiques modernes, dans le contexte spécifique de la robotique de service et des interactions homme-robot. Nous proposons une typologie originale des caractéristiques souhaitables des systèmes de représentation des connaissances, appuyée sur un état de l’art détaillé des outils existants dans notre communauté. \ud \ud Dans un second temps, nous présentons en profondeur ORO, une instanciation particulière d’un système de représentation et manipulation des connaissances, conçu et implémenté durant la préparation de cette thèse. Nous détaillons le fonctionnement interne du système, ainsi que son intégration dans plusieurs architectures robotiques complètes. Un éclairage particulier est donné sur la modélisation de la prise de perspective dans le contexte de l’interaction, et de son interprétation en terme de théorie de l’esprit. \ud \ud La troisième partie de l’étude porte sur une application importante des systèmes de représentation des connaissances dans ce contexte de l’interaction homme-robot : le traitement du dialogue situé. Notre approche et les algorithmes qui amènent à l’ancrage interactif de la communication verbale non contrainte sont présentés, suivis de plusieurs expériences menées au Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes au CNRS à Toulouse, et au groupe Intelligent Autonomous System de l’université technique de Munich. Nous concluons cette thèse sur un certain nombre de considérations sur la viabilité et l’importance d’une gestion explicite des connaissances des agents, ainsi que par une réflexion sur les éléments encore manquant pour réaliser le programme d’une robotique “de niveau humain”.-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------With the rise of the so-called cognitive robotics, the need of advanced tools to store, manipulate, reason about the knowledge acquired by the robot has been made clear. But storing and manipulating knowledge requires first to understand what the knowledge itself means to the robot and how to represent it in a machine-processable way. \ud \ud This work strives first at providing a systematic study of the knowledge requirements of modern robotic applications in the context of service robotics and human-robot interaction. What are the expressiveness requirement for a robot? what are its needs in term of reasoning techniques? what are the requirement on the robot's knowledge processing structure induced by other cognitive functions like perception or decision making? We propose a novel typology of desirable features for knowledge representation systems supported by an extensive review of existing tools in our community. \ud \ud In a second part, the thesis presents in depth a particular instantiation of a knowledge representation and manipulation system called ORO, that has been designed and implemented during the preparation of the thesis. We elaborate on the inner working of this system, as well as its integration into several complete robot control stacks. A particular focus is given to the modelling of agent-dependent symbolic perspectives and their relations to theories of mind. \ud \ud The third part of the study is focused on the presentation of one important application of knowledge representation systems in the human-robot interaction context: situated dialogue. Our approach and associated algorithms leading to the interactive grounding of unconstrained verbal communication are presented, followed by several experiments that have taken place both at the Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes at CNRS, Toulouse and at the Intelligent Autonomous System group at Munich Technical University. \ud \ud The thesis concludes on considerations regarding the viability and importance of an explicit management of the agent's knowledge, along with a reflection on the missing bricks in our research community on the way towards "human level robots". \ud \u

Architecture pour la co-conception des jeux sérieux participatifs et intensifs en connaissances

Cette thèse identifie et vise à affronter certains verrous scientifiques concernant la conception des scenarios des serious games, leurs utilisations par un meilleur partage entre les concepteurs dans des contextes d apprentissage ciblés. Les constats motivant ce travail sont (1) la participation indispensable des formateurs dans la phase de conception en se basant sur leurs expertises et leurs objectifs pédagogiques, (2) la nécessité grandissante pour les formateurs experts de formaliser les scénarios décrivant les situations complexes rarement se produisant, (3) la non-adéquation des systèmes-auteurs des jeux sérieux existants à cette population de concepteurs, permettant seulement un nombre limité de scénarios à cause de leurs couts élevés, (4) le faible niveau de réutilisation des scénarios déjà produits dans la vie quotidienne. Notre problématique consiste à lever certains verrous existants dans la conception des jeux sérieux pour la formation dans des domaines d expertises complexes avec l hypothèse qu une meilleure organisation de la connaissance et de la coopération va faciliter la conception. L étude de cette problématique s effectue en proposant l architecture ARGILE (Architecture for Representations, Games, Interactions, and Learning among Experts) adaptée au jeu sérieux participatif et intensif en connaissancesThis PhD aims to confront some scientific challenges concerning the scenarios conception of Serious Games, their use through a better share by designers within the context of targeted learning. The findings motivating our work are (1) the significant participation of trainers in the design phase, (2) the growing needs for expert trainers to formalize scenarios describing rarely complex situations, (3) the divergence of existing serious games to these designers which cover a limited number of scenarios due to their high cost, (4) the low re-use level of scenarios that have already happened in daily life.Our questioning will lead us to see how we must design serious games for training in complex areas of expertise where reference knowledge is neither stabilized nor unanimous, but rather dynamic and continuously evolving. After having examined the principal mains of application of the Serious Game and having defined it, the study of this questioning led us to propose the ARGILE (Architecture for Representations, Games, Interactions, and Learning Among Experts) architecture, suitable for "participatory and knowledge-intensive" serious gamesTROYES-SCD-UTT (103872102) / SudocSudocFranceF

Réflexions sur l'humanisme, le posthumanisme et les technosciences : le cas de l'intelligence artificielle

Quantité de réflexions et de discussions sont en cours au sujet de ce qu'est au juste l'intelligence artificielle et de ce qu'il adviendra de nous, les humains, dans la foulée de son émergence. Tout comme les nanotechnologies, les biotechnologies, la robotique et les autres technologies émergentes, souvent regroupées sous le néologisme technosciences, l'intelligence artificielle est source de spéculation et d'inquiétude concernant la nature de la technique et son impact sur la nature de l'homme. Certains humanistes romantiques pensent que ce que nous sommes pourrait être diminué ou perdu, que la subjectivité humaine est et continuera d'être érodée par la prolifération de processus artificiels de plus en plus autonomes. Certains transhumanistes, de leur côté, provoquent et invoquent ces transformations, les considérant comme des explorations légitimes et souhaitables de nouvelles possibilités et optimisations. L'exercice que ce mémoire propose est de superposer à une présentation de l'IA contemporaine une exploration théorique plus large des notions de technosciences, d'humanisme et de posthumanisme. Pour ce faire, nous présenterons les thèses de trois auteurs qui partagent la crainte de la diminution et de la dénaturation de l'humain dans la foulée de l'émergence des théories cybernétiques et de la recherche et développement technoscientifique. Nous explorerons ensuite un éventail de pensées et réflexions qui nuancent ou contredisent ces thèses. Car si les technologies émergentes nous poussent à mettre en doute notre propre importance et pointent vers notre potentielle obsolescence, elles rendent aussi possibles un éventail d'expériences et de manifestations nouvelles. À travers l'exploration de la notion d'anthropocentrisme chère à l'humanisme, à celle de la co-évolution humain-technologie mise de l'avant par les théoriciens posthumanistes, l'objectif de ce mémoire est d'exposer et d'expliciter les éléments théoriques qui nous semblent centraux à l'exploration de la relation entre l'humain et les technologies émergentes.There is a great deal of thought and discussion about what exactly artificial intelligence is and what will happen to us humans in the wake of its emergence. As for nanotechnology, biotechnology, robotics, and other emerging technologies, often grouped under the neologism technoscience, artificial intelligence is a source of speculation and concern about the nature of technology and its impact on the nature of man. Some romantic humanists believe that who we are could be diminished or lost, that human subjectivity is and will continue to be eroded by the proliferation of increasingly autonomous artificial processes. Some transhumanists, on the other hand, provoke and invoke these transformations, seeing them as legitimate and desirable explorations of new possibilities and optimizations. The exercise that this dissertation proposes is to superimpose on a presentation of contemporary AI a broader theoretical exploration of the notions of technoscience, humanism and posthumanism. To do so, we will present the theses of three authors who share the fear of the diminution and denaturation of the human in the wake of the emergence of cybernetic theories and technoscientific research and development. We will then explore a range of thoughts and reflections that nuance or contradict these theses. For while emerging technologies cause us to question our own importance and point to our potential obsolescence, they also make possible a range of new experiences and manifestations. Through the exploration of the notion of anthropocentrism dear to humanism, to that of human-technology co-evolution put forward by posthumanist theorists, the objective of this dissertation is to expose and explain the theoretical elements that seem to us central to the exploration of the relationship between the human and emerging technologies