Grunt usage and social monitoring: Investigation of the signaller and the receiver perspectives in a tolerant species of baboons

La compréhension des sociétés, de la communication et de la cognition chez les primates non humains permet de mieux comprendre l'évolution de notre propre espèce. Bien que la structure acoustique chez les primates soit principalement innée, leur utilisation vocale et leur compréhension / réponse sont plus flexibles et fluctuent en fonction des expériences sociales. Comme les relations peuvent varier entre les individus d’un même groupe et changer avec le temps, les contextes d’utilisation des vocalisations (perspective du signaleur) et les schémas de réponse aux vocalisations (perspective du récepteur) sont supposés différer même entre espèces très proches. Mon projet de thèse s'inscrit dans le cadre actuel déterminant dans quelle mesure le système social façonne la communication et la cognition sociale chez les primates. Plus spécifiquement, j’ai étudié l’utilisation d’une vocalisation affiliative — le grognement — et la surveillance sociale d’une population sauvage de babouins de Guinée (Papio papio) vivant dans le parc national du Niokolo Koba, au Sénégal. En combinant des observations comportementales et des designs expérimentaux, je me suis attachée à investir le point de vue du signaleur et du receveur en utilisant le grognement, la vocalisation affiliative la plus commune chez les babouins. Les babouins de savane (P. ursinus, P. cynocephalus, P. kinda, P. anubis) vivent dans des groupes polygynandres caractérisés par une forte compétition entre males et des relations sociales stables entre femelles. A l’inverse, l’organisation sociale des babouins de Guinée et hamadryas (P. hamadryas) est caractérisée par une société à plusieurs niveaux, une dispersion majoritaire des femelles et un système reproductif polygyny-monandre. Chez le babouin de Guinée, « l’unité » — i.e., un mâle « primaire », 1-6 femelle, leur progéniture, et fréquemment des mâles « secondaires » — représente le cœur de la société, et l’agglomération de plusieurs unités s’appelle le « parti ». Les mâles sont majoritairement philopatriques au sein d’un parti et partage une grande tolérance spatiale, facilitant la formation de liens sociaux forts et durables. Afin d’évaluer si le système social du babouin de Guinée influence leur utilisation du grognement, j’ai collecté des observations comportementales de mâles et de femelles sexuellement matures. Tout d’abord, j'ai examiné si la nature des interactions suite à une approche était modulée par la production de grognements par l'animal approchant (i.e., le sujet). A la suite d’une approche avec grognement chez les deux sexes, la dyade était plus susceptible d’interagir de manière affiliative. De plus, les grognements augmentaient la probabilité de manipulation du nourrisson du partenaire et réduisaient le risque de supplantation. Par la suite, j'ai testé comment un nourrisson à proximité du receveur et la qualité des liens sociaux entre partenaires pouvaient potentiellement influencer la décision du sujet à grogner ou rester silencieux. Les deux sexes étaient plus susceptibles de grogner envers un partenaire féminin que masculin. Entre femelles, la probabilité d’émission vocale était plus faible lorsqu’elles partageaient de forts liens sociaux, et ceci uniquement en présence d’un nourrisson avec sa partenaire. L’appartenance à une unité a également eu un impact sur le grognement, car les femmes étaient plus susceptibles de vocaliser lorsqu'elles approchent une femme d'une autre unité. Le statut de dominance et l’écart entre rang hiérarchique dyadique n’altéraient pas la probabilité de grognement entre femelles, même si une hiérarchie de dominance linéaire a été démontrée. En accord avec la tolérance élevée chez les mâles de cette espèce, la force des liens sociaux n'a eu aucun impact sur la probabilité de grogner lors d'approches entre mâles. Enfin, les mâles étaient plus prompts à grogner lorsqu'un nourrisson était à proximité du partenaire féminin. Dans l’ensemble, ces résultats indiquent que les babouins de Guinée utilisent les grognements de manière stratégique pour faire connaître leurs intentions bénigne lors de situations imprévisibles spécifiques (par exemple, en s’approchant d’un partenaire non préférentiel). Bien que les contraintes génétiques limitent la structure et l'étendue du répertoire vocal au sein d’un même taxon, les babouins peuvent adapter leur utilisation vocale de manière flexible en fonction de leur environnement social. Dans une seconde étude, j'ai exploré le point de vue du receveur en testant l'attention portée aux interactions sociales de tiers chez les mâles adultes babouins de Guinée. J'ai pratiqué des expériences de repasse pour déterminer si les mâles suivaient les associations actuelles entre mâles et femelles au sein de leur parti (mais en dehors de leur propre unité). Tout d’abord, j'ai démontré que les grognements sont exprimés plus fréquemment entre femelles et mâles primaires d'une même unité que d'unités différentes. Par la suite, j'ai réalisé des séquences acoustiques congruentes et incongrues simulant un échange de grognements entre une femelle et un mâle primaire appartenant respectivement à la même unité ou non. J’ai testé ces séquences de grognements sur des mâles primaires et des mâles non primaires, comme le statut des mâles (association avec une femelle) pourrait influencer la valeur des informations sociales. Étonnamment, les babouins mâles regardaient plus longtemps vers le hautparleur lorsqu’ils étaient exposés à la condition congruente par rapport à la condition incongrue, un résultat opposé à une précédente expérience de repasse chez le mâle babouin chacma. De plus, les mâles primaires réagissaient plus fortement que les mâles non primaires, quel que soit la condition expérimentale. Ainsi, ces résultats révèlent comment les différences du système reproductif et du degré de compétition entre mâles affectent la valeur allouée aux informations sociales même entre espèces génétiquement proches. En comparant mes résultats avec la littérature chez les geladas et d’autres espèces de babouins, les variations observées lors de l'utilisation de vocalisations et la motivation à suivre les interactions des autres chez les babouins de Guinée sont susceptibles d'être liées à des caractéristiques propres à leur système social. Bien que les babouins de Guinée utilisent des grognements de manière stratégique pour signaler leur intention bienveillante, comme c’est le cas chez plusieurs autres espèces de primates, l’absence de significativité de la force des liens sociaux entre males et males-femelles, ainsi que de la hiérarchie de dominance féminine sur la production de grognements pourrait être liée au faible niveau de compétition observé à la fois entre ou au sein d’un même sexe chez cette espèce. Compte tenu du faible intérêt que suscitent les enregistrements simulant des associations incongrues entre femelles et mâles, mes expériences de repasse supportent que l'attribution de l'attention sociale — et potentiellement l’étendue des connaissances sociales — dépend fortement du système reproductif et du degré de compétition/tolérance entre congénères. De futures recherches devraient considérer un ensemble de mesures révélant comment la compétition, la cohésion et la coopération impact potentiellement l’évolution de la communication et de la cognition. De plus, le développement de recherches comparatives entre espèces ou populations confrontées à des fluctuations des différentes dimensions du système social est primordial, sachant que l’environnement social semble expliquer davantage de variation entre espèces que les relations génétique

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

Méthodes d'apprentissage inspirées de l'humain pour un tuteur cognitif artificiel

Les systèmes tuteurs intelligents sont considérés comme un remarquable concentré de technologies qui permettent un processus d'apprentissage. Ces systèmes sont capables de jouer le rôle d'assistants voire même de tuteur humain. Afin d'y arriver, ces systèmes ont besoin de maintenir et d'utiliser une représentation interne de l'environnement. Ainsi, ils peuvent tenir compte des évènements passés et présents ainsi que de certains aspects socioculturels. Parallèlement à l'évolution dynamique de l'environnement, un agent STI doit évoluer en modifiant ses structures et en ajoutant de nouveaux phénomènes. Cette importante capacité d'adaptation est observée dans le cas de tuteurs humains. Les humains sont capables de gérer toutes ces complexités à l'aide de l'attention et du mécanisme de conscience (Baars B. J., 1983, 1988), et (Sloman, A and Chrisley, R., 2003). Toutefois, reconstruire et implémenter des capacités humaines dans un agent artificiel est loin des possibilités actuelles de la connaissance de même que des machines les plus sophistiquées. Pour réaliser un comportement humanoïde dans une machine, ou simplement pour mieux comprendre l'adaptabilité et la souplesse humaine, nous avons à développer un mécanisme d'apprentissage proche de celui de l'homme. Ce présent travail décrit quelques concepts d'apprentissage fondamentaux implémentés dans un agent cognitif autonome, nommé CTS (Conscious Tutoring System) développé dans le GDAC (Dubois, D., 2007). Nous proposons un modèle qui étend un apprentissage conscient et inconscient afin d'accroître l'autonomie de l'agent dans un environnement changeant ainsi que d'améliorer sa finesse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Apprentissage, Conscience, Agent cognitif, Codelet

An original framework for understanding human actions and body language by using deep neural networks

The evolution of both fields of Computer Vision (CV) and Artificial Neural Networks (ANNs) has allowed the development of efficient automatic systems for the analysis of people's behaviour. By studying hand movements it is possible to recognize gestures, often used by people to communicate information in a non-verbal way. These gestures can also be used to control or interact with devices without physically touching them. In particular, sign language and semaphoric hand gestures are the two foremost areas of interest due to their importance in Human-Human Communication (HHC) and Human-Computer Interaction (HCI), respectively. While the processing of body movements play a key role in the action recognition and affective computing fields. The former is essential to understand how people act in an environment, while the latter tries to interpret people's emotions based on their poses and movements; both are essential tasks in many computer vision applications, including event recognition, and video surveillance. In this Ph.D. thesis, an original framework for understanding Actions and body language is presented. The framework is composed of three main modules: in the first one, a Long Short Term Memory Recurrent Neural Networks (LSTM-RNNs) based method for the Recognition of Sign Language and Semaphoric Hand Gestures is proposed; the second module presents a solution based on 2D skeleton and two-branch stacked LSTM-RNNs for action recognition in video sequences; finally, in the last module, a solution for basic non-acted emotion recognition by using 3D skeleton and Deep Neural Networks (DNNs) is provided. The performances of RNN-LSTMs are explored in depth, due to their ability to model the long term contextual information of temporal sequences, making them suitable for analysing body movements. All the modules were tested by using challenging datasets, well known in the state of the art, showing remarkable results compared to the current literature methods

Designing Embodied Interactive Software Agents for E-Learning: Principles, Components, and Roles

Embodied interactive software agents are complex autonomous, adaptive, and social software systems with a digital embodiment that enables them to act on and react to other entities (users, objects, and other agents) in their environment through bodily actions, which include the use of verbal and non-verbal communicative behaviors in face-to-face interactions with the user. These agents have been developed for various roles in different application domains, in which they perform tasks that have been assigned to them by their developers or delegated to them by their users or by other agents. In computer-assisted learning, embodied interactive pedagogical software agents have the general task to promote human learning by working with students (and other agents) in computer-based learning environments, among them e-learning platforms based on Internet technologies, such as the Virtual Linguistics Campus (www.linguistics-online.com). In these environments, pedagogical agents provide contextualized, qualified, personalized, and timely assistance, cooperation, instruction, motivation, and services for both individual learners and groups of learners. This thesis develops a comprehensive, multidisciplinary, and user-oriented view of the design of embodied interactive pedagogical software agents, which integrates theoretical and practical insights from various academic and other fields. The research intends to contribute to the scientific understanding of issues, methods, theories, and technologies that are involved in the design, implementation, and evaluation of embodied interactive software agents for different roles in e-learning and other areas. For developers, the thesis provides sixteen basic principles (Added Value, Perceptible Qualities, Balanced Design, Coherence, Consistency, Completeness, Comprehensibility, Individuality, Variability, Communicative Ability, Modularity, Teamwork, Participatory Design, Role Awareness, Cultural Awareness, and Relationship Building) plus a large number of specific guidelines for the design of embodied interactive software agents and their components. Furthermore, it offers critical reviews of theories, concepts, approaches, and technologies from different areas and disciplines that are relevant to agent design. Finally, it discusses three pedagogical agent roles (virtual native speaker, coach, and peer) in the scenario of the linguistic fieldwork classes on the Virtual Linguistics Campus and presents detailed considerations for the design of an agent for one of these roles (the virtual native speaker)

Cognition, Affects et Interaction

International audienceCet ouvrage rassemble les travaux d’études et de recherche effectués dans le cadre du cours «Cognition, Affects et Interaction » que nous avons animé au 1er semestre 2015-2016. Cette deuxième édition de cours poursuit le principe inauguré en 2014 : aux cours magistraux donnés sur la thématique "Cognition, Interaction & Affects" qui donnent les outils méthodologiques des composantes de l’interaction socio-communicative, nous avons couplé une introduction à la robotique sociale et un apprentissage actif par travail de recherche en binômes. Le principe de ces travaux d’études et de recherche est d’effectuer une recherche bibliographique et de rédiger un article de synthèse sur un aspect de l’interaction homme-robot. Si plusieurs sujets ont été proposés aux étudiants en début d’année, certains binômes ont choisi d’aborder l’interaction avec un angle original qui reflète souvent les trajectoires de formation variés des étudiants en sciences cognitives (ingénierie, sociologie, psychologie, etc). Le résultat dépasse nos espérances : le lecteur trouvera une compilation d’articles argumentés de manière solide, rédigés de manière claire et présentés avec soin. Ces premières «publications» reflètent les capacités singulières de réflexion de cette promotion en nette augmentation par rapport à l’année précédente. Nous espérons que cette série d’ouvrages disponibles sous HAL puisse servir de point d’entrée à des étudiants ou chercheurs intéressés à explorer ce champ de recherches pluri-disciplinaire

French Roadmap for complex Systems 2008-2009

This second issue of the French Complex Systems Roadmap is the outcome of the Entretiens de Cargese 2008, an interdisciplinary brainstorming session organized over one week in 2008, jointly by RNSC, ISC-PIF and IXXI. It capitalizes on the first roadmap and gathers contributions of more than 70 scientists from major French institutions. The aim of this roadmap is to foster the coordination of the complex systems community on focused topics and questions, as well as to present contributions and challenges in the complex systems sciences and complexity science to the public, political and industrial spheres

The Encyclopedia of Neutrosophic Researchers - vol. 3

This is the third volume of the Encyclopedia of Neutrosophic Researchers, edited from materials offered by the authors who responded to the editor’s invitation. The authors are listed alphabetically. The introduction contains a short history of neutrosophics, together with links to the main papers and books. Neutrosophic set, neutrosophic logic, neutrosophic probability, neutrosophic statistics, neutrosophic measure, neutrosophic precalculus, neutrosophic calculus and so on are gaining significant attention in solving many real life problems that involve uncertainty, impreciseness, vagueness, incompleteness, inconsistent, and indeterminacy. In the past years the fields of neutrosophics have been extended and applied in various fields, such as: artificial intelligence, data mining, soft computing, decision making in incomplete / indeterminate / inconsistent information systems, image processing, computational modelling, robotics, medical diagnosis, biomedical engineering, investment problems, economic forecasting, social science, humanistic and practical achievements

Computer Game Innovation

Faculty of Technical Physics, Information Technology and Applied Mathematics. Institute of Information TechnologyWydział Fizyki Technicznej, Informatyki i Matematyki Stosowanej. Instytut InformatykiThe "Computer Game Innovations" series is an international forum designed to enable the exchange of knowledge and expertise in the field of video game development. Comprising both academic research and industrial needs, the series aims at advancing innovative industry-academia collaboration. The monograph provides a unique set of articles presenting original research conducted in the leading academic centres which specialise in video games education. The goal of the publication is, among others, to enhance networking opportunities for industry and university representatives seeking to form R&D partnerships. This publication covers the key focus areas specified in the GAMEINN sectoral programme supported by the National Centre for Research and Development

A cognitive ego-vision system for interactive assistance

With increasing computational power and decreasing size, computers nowadays are already wearable and mobile. They become attendant of peoples' everyday life. Personal digital assistants and mobile phones equipped with adequate software gain a lot of interest in public, although the functionality they provide in terms of assistance is little more than a mobile databases for appointments, addresses, to-do lists and photos. Compared to the assistance a human can provide, such systems are hardly to call real assistants. The motivation to construct more human-like assistance systems that develop a certain level of cognitive capabilities leads to the exploration of two central paradigms in this work. The first paradigm is termed cognitive vision systems. Such systems take human cognition as a design principle of underlying concepts and develop learning and adaptation capabilities to be more flexible in their application. They are embodied, active, and situated. Second, the ego-vision paradigm is introduced as a very tight interaction scheme between a user and a computer system that especially eases close collaboration and assistance between these two. Ego-vision systems (EVS) take a user's (visual) perspective and integrate the human in the system's processing loop by means of a shared perception and augmented reality. EVSs adopt techniques of cognitive vision to identify objects, interpret actions, and understand the user's visual perception. And they articulate their knowledge and interpretation by means of augmentations of the user's own view. These two paradigms are studied as rather general concepts, but always with the goal in mind to realize more flexible assistance systems that closely collaborate with its users. This work provides three major contributions. First, a definition and explanation of ego-vision as a novel paradigm is given. Benefits and challenges of this paradigm are discussed as well. Second, a configuration of different approaches that permit an ego-vision system to perceive its environment and its user is presented in terms of object and action recognition, head gesture recognition, and mosaicing. These account for the specific challenges identified for ego-vision systems, whose perception capabilities are based on wearable sensors only. Finally, a visual active memory (VAM) is introduced as a flexible conceptual architecture for cognitive vision systems in general, and for assistance systems in particular. It adopts principles of human cognition to develop a representation for information stored in this memory. So-called memory processes continuously analyze, modify, and extend the content of this VAM. The functionality of the integrated system emerges from their coordinated interplay of these memory processes. An integrated assistance system applying the approaches and concepts outlined before is implemented on the basis of the visual active memory. The system architecture is discussed and some exemplary processing paths in this system are presented and discussed. It assists users in object manipulation tasks and has reached a maturity level that allows to conduct user studies. Quantitative results of different integrated memory processes are as well presented as an assessment of the interactive system by means of these user studies