Dynamic generation of critical situations in virtual environments : dilemma and ambiguity

Nos travaux traitent de la génération dynamique de situations critiques en environnements virtuels. Parmi les dimensions qui caractérisent les situations critiques, nous nous intéressons particulièrement aux dilemmes et aux situations ambiguës. L’enjeu informatique de nos travaux consiste à générer automatiquement des dilemmes et des situations ambiguës à partir de modèles qui ne sont pas destinés, à priori, pour décrire ces deux types de situations. Un dilemme est souvent défini comme étant une situation à choix difficile, où l’individu doit choisir entre deux options, ou plus, qui présentent toutes des inconvénients. L’ambiguïté quant à elle, se réfère aux situations qui sont sujettes à plusieurs interprétations. Dans le cadre de nos travaux, nous proposons tout d’abord un modèle formel de ces deux notions en se reposant sur des théories issues des sciences humaines et sociales. A partir de cette formalisation, nous proposons un ensemble d’algorithmes et de techniques de génération qui raisonnent sur des modèles de connaissances—manipulés par les experts du domaine — qui ne sont pas destinés, à priori, pour la description des dilemmes ou des situations ambiguës. Le raisonnement sur ces modèles sémantiques permet d’inférer de nouvelles connaissances. Elles permettent d’identifier les entités (e.g. actions, événements, objets) susceptibles de créer, si combinées ensemble, des situations qui vérifient les propriétés énoncées dans la formalisation des dilemmes et de l’ambiguïté.Our work is related to dynamic generation of critical situations in virtual environments. We focus on two particular types of critical situations: dilemmas and ambiguous situations. The challenge of this work is to generate automatically these situations using models that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. A dilemma is defined as a situation that includes a difficult choice. It refers to a situation where individuals have to choose between two, or more, inconvenient options. Ambiguity refers to situations that can be interpreted in different ways. In the context of this thesis, we propose a formal model for the two notions that is inspired by humanities and social sciences. Using this formalization, we propose a set of algorithms and generation technics that use knowledge models — manipulated by domain experts — that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. The use of these models enables the generation engine to infer new knowledge used to extract the entities (e.g. actions, events, objects) that can potentially produce situations that meet the properties defined in the dilemma and ambiguity formalization. In order to propose a content adapted to each learner, it is necessary to take into consideration the value system of each person in the dilemma generation process. Thus, we propose to operationalize the theory of universal values of Schwartz. Concerning the ambiguity, it is necessary to take into account the level of knowledge of the learner regarding the world variables. Thus, we propose to model the mental representation of the learner. In order to consider the uncertainties in this representation, we propose to use the belief functions theory that is well-suited for this matter

Génération dynamique de situations critiques en environnements virtuels : dilemme et ambiguïté

Our work is related to dynamic generation of critical situations in virtual environments. We focus on two particular types of critical situations: dilemmas and ambiguous situations. The challenge of this work is to generate automatically these situations using models that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. A dilemma is defined as a situation that includes a difficult choice. It refers to a situation where individuals have to choose between two, or more, inconvenient options. Ambiguity refers to situations that can be interpreted in different ways. In the context of this thesis, we propose a formal model for the two notions that is inspired by humanities and social sciences. Using this formalization, we propose a set of algorithms and generation technics that use knowledge models — manipulated by domain experts — that are not intended to describe dilemmas and ambiguous situations. The use of these models enables the generation engine to infer new knowledge used to extract the entities (e.g. actions, events, objects) that can potentially produce situations that meet the properties defined in the dilemma and ambiguity formalization. In order to propose a content adapted to each learner, it is necessary to take into consideration the value system of each person in the dilemma generation process. Thus, we propose to operationalize the theory of universal values of Schwartz. Concerning the ambiguity, it is necessary to take into account the level of knowledge of the learner regarding the world variables. Thus, we propose to model the mental representation of the learner. In order to consider the uncertainties in this representation, we propose to use the belief functions theory that is well-suited for this matter.Nos travaux traitent de la génération dynamique de situations critiques en environnements virtuels. Parmi les dimensions qui caractérisent les situations critiques, nous nous intéressons particulièrement aux dilemmes et aux situations ambiguës. L’enjeu informatique de nos travaux consiste à générer automatiquement des dilemmes et des situations ambiguës à partir de modèles qui ne sont pas destinés, à priori, pour décrire ces deux types de situations. Un dilemme est souvent défini comme étant une situation à choix difficile, où l’individu doit choisir entre deux options, ou plus, qui présentent toutes des inconvénients. L’ambiguïté quant à elle, se réfère aux situations qui sont sujettes à plusieurs interprétations. Dans le cadre de nos travaux, nous proposons tout d’abord un modèle formel de ces deux notions en se reposant sur des théories issues des sciences humaines et sociales. A partir de cette formalisation, nous proposons un ensemble d’algorithmes et de techniques de génération qui raisonnent sur des modèles de connaissances—manipulés par les experts du domaine — qui ne sont pas destinés, à priori, pour la description des dilemmes ou des situations ambiguës. Le raisonnement sur ces modèles sémantiques permet d’inférer de nouvelles connaissances. Elles permettent d’identifier les entités (e.g. actions, événements, objets) susceptibles de créer, si combinées ensemble, des situations qui vérifient les propriétés énoncées dans la formalisation des dilemmes et de l’ambiguïté

Réalité virtuelle et mixte pour l’apprentissage et la formation

International audienceScientific and technological advances in the field of virtual reality make it possible to create, evaluate, and disseminate interactive and immersive applications at low cost. Whether to simulate real-life situations and/or to enhance human capabilities, virtual reality is used currently in several fields. This article covers in particular its use in learning and training. It Starts with an introduction to virtual reality and the advantages of its use. Then, it presents how virtual learning environments are designed, and concludes with a study of concrete use cases.Les progrès scientifiques et technologiques enregistrés dans le domaine de la réalité virtuelle permettent aujourd’hui de créer, d’évaluer et de diffuser des applications interactives immersives à moindre coût. Que ce soit pour simuler des situations réelles et/ou pour augmenter les capacités humaines, la réalité virtuelle est utilisée actuellement dans plusieurs domaines. Cet article traite en particulier de son usage pour l’apprentissage et la formation. Il commence par une introduction à la réalité virtuelle et les avantages découlant de son utilisation. Puis il décrit comment les environnements virtuels pour l’apprentissage sont conçus, et conclut par l’étude de cas concrets d’utilisation

Un modèle de génération de dilemmes de prohibition et d'obligation en environnement virtuel

National audienceUnder the project Maccoy Critical, we would like to train individuals, in virtual environments, to handle critical situations such as dilemmas. These latter refer to situations where there is no “good” solution. In other words, situations that lead to negative consequences whichever choice is made. Our objective is to use Knowledge Models to extract necessary properties for dilemmas to emerge. To do so, our approach consists in developing a Scenario Orchestration System that generates dilemma situations dynamically without having to write them beforehand. In this paper we present this approach and expose a proof of concept of the generation process.Dans le cadre du projet Maccoy Critical, nous souhaitons former les apprenants à la gestion des situations critiques telles que lesdilemmes. Un dilemme correspond à une situation où il n’existe pas de bonne solution, c’est-à-dire à une situation qui mène à des conséquences négatives dans tous les cas. Notre objectif est d’utiliser des modèles de connaissances pour en extraire les propriétés nécessaires à l’émergence de dilemmes. Notre approche consiste pour cela à développer un système de scénarisation capable de générer des dilemmes sans avoir à les écrire à l’avance. Dans cet article nous présentons cette approche et exposons une preuve de concept appliquée à la conduite automobile

Dynamic generation of dilemmas in virtual learning environments for non-technical skills training

International audienceCritical situations are situations where a complementarity between technical and non-technical skills is crucial. Several critical dimensions characterize them. In order to train for such situations, simulation systems have to be able to generate scenarios where these dimensions are present in order to solicit one or several non-technical skills. In this paper we focus on one particular critical dimension which is the " Dilemma ". We present our approach for dynamically generating dilemma-based situations using activity and causality models

Automated dilemmas generation in simulations

International audienceOur ultimate purpose is to train individuals, in virtual environments, to handle critical situations. One of these critical situations are dilemmas. They refer to situations that lead to negative consequences whichever is the choice made by the protagonist. In critical contexts, it is crucial to know how to handle this kind of situations in order to prevent disastrous consequences from happening. Thus, people need to be exposed to various training situations in which they put in play and develop the appropriate skills. However, in complex domains, it is difficult-sometimes impossible-to write all the possible training scenarios. To address this problem, an automated generation approach is considered. In this article, we present KOBA, a scenario engine that automatically generates dilemma situations without having to write them beforehand. This engine uses knowledge models to extract the necessary properties for dilemmas to emerge. In this article, we present this approach and expose a proof of concept of the generation process

Generation of Obligation and Prohibition Dilemmas Using Knowledge Models

International audienceUnder the project MacCoy Critical, we would like to train individuals, in virtual environments, to handle critical situations such as dilemmas. These latter refer to situations where there is no “good” solution. In other words, situations that lead to negative consequences whichever choice is made. Our objective is to develop a Scenario Orchestration System that generates dilemma situations dynamically without having to write them beforehand. The approach consists in using Knowledge Models to extract necessary properties for dilemmas to emerge. In this article we present this approach and expose a proof of concept of the generation process

Dynamic generation of dilemma-based situations in virtual environments

International audienceTraining in complex environment is not only a difficult task for the learner but it is also a challenging work for simulation systems. These systems need to generate dynamically relevant situations according to the learner’s profile. Our work focuses on the generation of situations with critical dimensions for non-technical skills training. Dilemma is one of these dimensions. In this paper we will present our early approach of dynamic generation of dilemma-based situations

Génération dynamique de dilemmes en environnement virtuel à partir de modèles de connaissances

National audienceWriting scenarios for training in virtual environments represents a huge amount of work. To tackle this issue, we propose a system that generates them dynamically. As part of the project MacCoy Critical, we would like to train individuals to handle critical cases such as dilemma situations. These latter refer to situations where there is no " right " solution, in other words, situations that lead to negative consequences whichever was the choice made by the protagonist. In our work, we are interested in how to generate dilemma situations dynamically without having to script them beforehand. In this article, we present our approach and explain how we generate dilemmas using knowledge models.Ecrire des scénarios pour la formation ou l'entrainement en environne-ment virtuel nécessite un travail d'écriture très coûteux. Nous proposons donc un système de génération dynamique de scénarios. Dans le cadre du projet MacCoy Critical nous souhaitons former les individus à la gestion des situations critiques. Les dilemmes en font partie. Ils correspondent aux situations où il n'existe pas de bonne solution, c'est-à-dire où l'individu est amené à faire un choix sacrifiant. Nous nous sommes intéressés à la question suivante : comment générer des situations dilemmatiques sans avoir à les identifier et les écrire au préalable ? Dans cet article, nous détaillons notre approche et expliquons comment nous les générons dynamiquement à partir de modèles de connaissances. Nos propos sont il-lustrés par un exemple en conduite automobile

La prise en compte de l'incertitude dans le processus de diagnostic des compétences de l'apprenant

National audienceOur work is related to the diagnosis process in intelligent tutoring sys- tems (ITS). In this paper, we propose a diagnosis based on the theory of belief functions to take into account uncertainties in this process. The objective of our work is twofold: first, a dynamic diagnosis of the evaluated skills, then, the pre- diction of the state of the non-evaluated one. Our main premise is that these re- sults will serve as a support to the feedbacks and to the remediation given to the learner, by providing her/him a proper personalization.Nos travaux portent sur le processus de diagnostic dans les environnements informatiques pour l'apprentissage humain (EIAH). Dans cet article, nous proposons un module basé sur la théorie des fonctions de croyances pour le diagnostic des compétences de l'apprenant dans un EIAH. Ce module permet de prendre en compte l'imprécision, l'incertitude et la contradiction des informations récoltées sur l'apprenant. Nous visons par ce module la détermination de l'état des compétences évaluées, ainsi que la prédiction de l'état des compétences non évaluées de l'apprenant. Notre postulat principal est que ces résultats pourront servir d'appui à la rétroaction et à la remédiation rendues à l'apprenant, en lui offrant ainsi une meilleure personnalisation