Le Laboratoire

CPU

Nous menons des recherches en informatique et en psychologie sur les caractéristiques individuelles notamment liées aux émotions et à l’interaction sociale. Ainsi, nos recherches prennent en considération différentes approches de la personnalité qui vont au delà de celles utilisées habituellement en informatique affective. Nous nous appuyons entre autres sur les modèles du Big Five, des préférences sensorielles (RFT), du Regulatory Focus ou encore du Followership. Nous rapprochons ces modèles de concepts comme le stress, l'anxiété, l'empathie.

Nous cherchons à mettre en évidence et expliquer des différences intra et inter-individuelles dans le cadre d'interactions humain / humain ou humain / virtuel.  Une partie de nos travaux s'ancre autour de la compréhension de l’action et de la perception de mouvement expressif lors d'une interaction dyadique.Nos recherches parmi des individus sains ou porteur de handicap mettent en évidence des variabilités inter et intra individuelles des comportements corporels et posturaux en fonction des émotions ressenties lors des interactions sociales humain / humain ou humain / virtuel (projet ANR INGREDIBLE; Giraud et al., 2016 ; Chevalier et al., 2016).  

Interactions corporelles dyadiques. A gauche : entre deux participants. A droite : entre un utilisateur et un agent virtuel expressif lors d’une tâche de réalisation d’un mouvement de fitness

Une des visées applicatives est la création d’un coach virtuel qui, au moyen de ces mouvements expressifs, permet une interaction plus dynamique et crédible (Giraud et al., 2016). Appliqué au contexte professionnel, nous nous intéressons également à l'interaction dyadique hiérarchique. Ainsi nous cherchons à identifier la variabilité intra-individuelle des comportements de leadership en fonction de la perception du comportement de followership. Ces recherches menées auprès de pompiers professionnels (mais aussi de professionnels tout venant) ont pour objectif (1) de mettre en évidence les indices comportementaux (i.e., comportements non verbaux) des subordonnés permettant leur catégorisation par les leaders, (2) de collecter un répertoire de comportements non verbaux pouvant être implémentés dans un environnement virtuel de formation, et (3) d’identifier les processus implicites de catégorisation mis en oeuvre par les leaders. La visée applicative est la conception d'un subordonné virtuel pouvant utilisé dans le cadre de la formation de leaders notamment médicaux (ANR VICTEAMS ; Demary et al., 2017).

De plus, les caractéristiques socio-émotionnelles telles que l'alexithymie, l'anxiété (trait et état) ou encore la gestion du stress sont étudiées dans le cadre d’interactions avec différents dispositifs lors d’une situation de stress social (simulation d’entretien d’embauche dans le projet ANR COMPARSE). Les stratégies adaptatives des adolescents face à des personnages virtuels (i.e., comportement d’approche et d’évitement) ont pu aussi être testées via l’utilisation d’outils de détection automatique par vidéo (Gomez et al., 2013).

Enfin, étudier les variabilités inter et intra dans le cadre d'interactions réelles et virtuelles nécessite d'adapter et développer des outils de mesure spécifiques. Une échelle visant à mesurer le regulatory focus chronic des individus a été élaborée (Faur et al., 2016). Dans le cadre des études conduites sur les subordonnés en contexte professionel, une échelle visant à identifier les styles de croyances sur le followership a été développée et utilisée (Demary, 2018).

Projet ANR NARECA (Responsable Jean-Claude Martin)

Le projet ANR NARECA s'intéresse à la modélisation du dialogue et des interactions avec unagent conversationnel animé. Le premier objectif de ce projet est d'étudier l'impact d'un agent conversationnel sur une tâche de dialogue simple (l'agent raconte une histoire à un enfant qui réagit). À partir des annotations du dialogue et des réactions de l'enfant face au narrateur artificiel, nous proposons un modèle de contrôle des expressions faciales et corporelles de l'agent virtuel. Dans ce projet, le LIMSI est en charge de la définition du modle d'animation comportementale de l'agent. Ce modèle est basé sur les théories de l'évaluation cognitive proposées par K. Scherer.

Projet ANR MOCA (Responsable Jean-Claude Martin)

"Mon petit monde de compagnons artificiels" est un projet de recherche financé par l’Agence Nationale de la Recherche - programme CONTINT. Les compagnons artificiels sont des systèmes interactifs intelligents destinés à entretenir une relation à long terme privilégiée avec un utilisateur. Les compagnons artificiels peuvent adopter diverses incarnations sur différents dispositifs: personnage virtuel sur un écran d’ordinateur, robot personnel, ou application sur terminal de poche, afin d’être au plus près de l’utilisateur dans toutes les situations de la vie quotidienne.
Quatre laboratoires de recherche (Lab‐STICC, LIMSI, LTCI et LIG) ont réuni leurs compétences pour appréhender les concepts de relation, de valeur, de personnalité, et de plasticité des compagnons et travaillent au développement d'une plateforme de compagnons.Projet ANR MOCAStand Innorobo 2014 - Lyon

 Projet PSPR (Responsable Vincent Boccara, Financement EDF R&D, 2015-2018)

Le projet PSPR (Poste de Supervision en Prévention des Risques) est un contrat de collaboration entre EDF R&D et le LIMSI-CNRS. Il vise à concevoir et mettre en œuvre une démarche de conception de scénarios de formation pour une activité de travail qui n’existe pas encore : superviseur au poste de supervision des risques en Centre National de Production Nucléaire (CNPE). Ce projet soulève un ensemble de questions de recherche : Comment concevoir des outils de formation professionnelle prenant en compte conjointement le point de vue, les besoins et l’usage des formateurs et des formés à partir de l’analyse du travail ? Comment anticiper et intégrer en conceptions les transformations des conditions de travail des formateurs et d’apprentissage des formés impliqués dans l’insertion d’un nouvel outil de formation ? Dans quelles mesures l’insertion d’un nouvel outil de formation peut être une opportunité de développement pour les formateurs ? Quelles sont les conditions favorables à l’appropriation de ce type de démarche de conception par des formateurs ?

Ce projet contribue plus largement aux recherches sur la conduite de projet de formation, les modèles de conception et le développement des compétences et de l’activité aussi bien des formateurs que des formés. 

Projet CERNUM ( Responsable Vincent Boccara, Financement EDF R&D, 2014-2017)

Le projet CERNUM (Chantier Ecole Radioprotection Numérique) est un contrat de collaboration entre EDF R&D et le LIMSI-CNRS. Il vise à concevoir un outil pour simuler de manière réaliste l'irradiation de sources radiologiques en vue d’améliorer les formations à la radioprotection dans le domaine nucléaire.

L’insertion du CERNUM en formation est susceptible de modifier en profondeur les conditions de travail des formateurs et les possibilités d’apprentissage des formés. L’enjeu est alors de favoriser dès la conception l’appropriation du futur outil par les formateurs en vue de leur offrir des possibilités de re-conception des scénarios de formation pour améliorer l’apprentissage des formés en radioprotection.

Ce projet contribue ainsi plus largement aux recherches sur la conduite de projet de formation, les modèles de conception et le développement des compétences et de l’activité aussi bien des formateurs que des formés.

Projet TARDIS (Responsable Nicolas Sabouret, financement européen FP7 - 2010-2015 - arrivé à terme )

L'objectif de ce projet était de définir un simulateur d'entretien d'embauche avec un agent virtuel expressif pour aider les jeunes en recherche d'emploi à améliorer leurs compétences sociales lors de ces entretiens. Le LIMSI a été en charge de la coordination scientifique de ce projet et de la définition du moteur de raisonnement pour construire les attitudes sociales exprimées par le recruteur virtuel.

Le projet PSPR (Poste de Supervision en Prévention des Risques) est un contrat de collaboration entre EDF R&D et le LIMSI-CNRS. Il vise à concevoir et mettre en œuvre une démarche de conception de scénarios de formation pour une activité de travail qui n’existe pas encore : superviseur au poste de supervision des risques en Centre National de Production Nucléaire (CNPE). Ce projet soulève un ensemble de questions de recherche : Comment concevoir des outils de formation professionnelle prenant en compte conjointement le point de vue, les besoins et l’usage des formateurs et des formés à partir de l’analyse du travail ? Comment anticiper et intégrer en conceptions les transformations des conditions de travail des formateurs et d’apprentissage des formés impliqués dans l’insertion d’un nouvel outil de formation ? Dans quelles mesures l’insertion d’un nouvel outil de formation peut être une opportunité de développement pour les formateurs ? Quelles sont les conditions favorables à l’appropriation de ce type de démarche de conception par des formateurs ?

Ce projet contribue plus largement aux recherches sur la conduite de projet de formation, les modèles de conception et le développement des compétences et de l’activité aussi bien des formateurs que des formés.

Stage "Jeu sérieux 3D d’entraînement à la gestion d’équipe de secouristes (Projet ANR VICTEAMS)"

Responsable 

Jean-Claude MARTIN (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)

Contexte

Les logiciels d’enntraînement virtuel au secourisme se développent. Ils restent cependant très limité en ce qui concerne l’aide à la gestion d’équipes lors de situation de crise avec afflux massif de victimes. De plus les différences inter-individuelles sont peu souvent abordées. Ce stage se déroulera dans le cadre du projet ANR VICTEAMS avec comme partenaires les pompiers de Paris (BSPP), l’école du Val de Grace (EVDG), HEUDIASIC et l’industriel REVIATECH. Le stage se déroulera donc en partenariat avec des enseignant chercheurs et doctorants en psychologie et informatique.

Objectifs du stage

Le stage consistera à concevoir et développer un module du prototype VICTEAMS. Ce module devra sélectionner les comportements nonverbaux des personnages non-joueurs (infirmer, auxilaire santé, médecin).

Les entrées de ce module pourront par exemple être : style de followership du personnage non joueur, choix de l'utilisateur (commande du leader vers les subordonnés), tendance de style de leadership de l'utilisateur (questionnaire à faire remplir par les utilisateurs avant le début des sessions).

Les sorties pourront être une spécification BML ou EmotionML des comportements non-verbaux des PNJ (à coordonner avec les sélections de comportements nonverbaux proposées par les autres modules) : expressions faciales, regard, posture, proxémie.

Tâches à réaliser

  • Etude de l’existant et des besoins
  • Spécification du module et de sa place dans l’architecture VICTEAMS
  • Implémentation du module (en Java et/ou UNITY)
  • Possibilité d’intégration à un casque de réalité virtuelle

Indemnité de stage

environ 500 euros par mois

 

Stage "Animation de personnages virtuels 3D pour la formation des parents aux réactions appropriées à des comportements non adaptés"

Responsable

Jean-Claude MARTIN (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)

Contexte

Ce stage se déroule dans le cadre d’un projet de formation pour les personnes en contact avec des enfants autistes. Le stage consiste à concevoir et développer une interface graphique à base de personnages virtuels 3D expliquant comment ces personnes doivent réagir quand l’enfant se comporte de manière non adaptée (par exemple se roule par terre). Ce projet se déroule en partenariat avec des spécialistes en psychopathologie et en communication multimodale.

Objectifs du stage

Le stage consistera à analyser les besoins (notamment la liste des animations de comportements devant être conçus en 3D), les concevoir, et implémenter une interface permettant de donner les explications sur la situation (textes) et de proposer des choix de réaction adaptée (par exemple distraire l’attention de l’enfant).

Tâches à réaliser

  • Analyse des besoins
  • Spécification du logiciel à réaliser
  • Conception des animations des personnages virtuels 3D (a priori avec le logiciel Poser avec le langage Python)
  • Intégration des animations dans une interface utilisateur (Java ou Unity) avec texte décrivant la situation et menu proposant plusieurs réactions pertinentes

Indemnité de stage

environ 500 euros par mois

 

Cette page présente une sélection de démonstrations disponibles sur notre site web ou sur notre chaîne YouTube.

Projet TARDIS

L'objectif de ce projet était de définir un simulateur d'entretien d'embauche avec un agent virtuel expressif pour aider les jeunes en recherche d'emploi à améliorer leurs compétences sociales lors de ces entretiens. Le LIMSI a été en charge de la coordination scientifique de ce projet et de la définition du moteur de raisonnement pour construire les attitudes sociales exprimées par le recruteur virtuel.

Projet ANR COPAIN (Responsable Nicolas Sabouret)

Le but du projet ANR COPAINS est de concevoir des agents artificiels capables de persuader des utilisateurs humains d'adopter des habitudes de vie plus saine. Les technologies persuasives sont utilisées dans le domaine de la santé et de l'assistance avec des agents conversationnels animés capables d'interagir de manière naturelle avec les utilisateurs, via différentes modalités (texte, voix, expressions faciales, etc). Les agents du projet COPAINS seront munis d'un modèle de la cognition humaine qui leur permettent de planifier des stratégies de persuasion pour modifier le comportement de l'utilsiateur. Nous travaillons sur ce projet avec des collègues de l'INSERM dont l'objectif est d'améliorer la condition physique des personnes âgées.

Projet SMACH (Responsable Nicolas Sabouret)

Interface du simulateur SMACH

Le but de ce projet en collaboration entre le CNRS et EDF R&D est de simuler l'activité quotidienne des ménages en rapport avec la consommation énérgétique. Le simulateur SMACH réalisé dans le cadre de ce projet permet de produire une grande variété de scènes de vie quotidienne en tenant compte de la composition du ménage, du type d’habitat, de caractéristiques comme le niveau de revenus, les habitudes du foyer, etc. SMACH produit des diagrammes d’activité, des courbes de charge et des informations sur le confort des individus. La composition des ménages et les emplois du temps sont produits à partir de données statistiques de l'INSEE.

Dans le cadre du projet ANR SUPERBAT (2011-2015), le moteur de simulation SMACH a été couplé à des modèles thermiques de bâtiments le biais du standard d’interopérabilité FMI. Cela permet de produire des courbes de charge et de consommation d’énergie des bâtiments prenant en compte le comportement des occupants (chauffage et usages électriques). Nous travaillons actuellement avec le LASIE, dans le cadre de la thèse de Jérémy Albouys au LIMSI, sur la prise en compte de l'auto-consommation à partir de panneaux photo-voltaïques au sein de bâtiment réactifs connectés à l'échelle d'un quartier.

Les modalités de communication que nous étudions concernent principalement les informations visuelles (portées par le visage et le corps), tactiles, haptiques, verbales, auditives ou encore tangibles. Elles sont étudiées indépendamment ou en combinaison, de manière congruente ou non, à partir d’expressions statiques et dynamiques. L’étude de ces modalités perceptives s’ancre dans le champ de la cognition incarnée et vise à interroger des processus bas niveau (non réflexifs et automatiques) et haut niveau (réflexifs) dans l’intégration des informations pour la compréhension des actions, émotions ou états mentaux d’autrui, ou de la construction d’un modèle de situation. Dans le traitement informatique des interactions, cette distinction entre bas niveau et haut niveau se retrouve également dans les niveaux de descripteurs.

Nous nous intéressons à la résonance motrice et à la contagion émotionnelle qui sont sous-tendus par des processus bas niveau lors de la perception d’autrui.

  • Un des processus est celui d'anticipation automatique de la suite d’un mouvement naturellement en jeu lors de la perception du mouvement d’un objet, d’un corps ou d’un visage humain (Prigent et al., 2017, Dozolme et al., 2018). Nous nous interrogeons également sur la possible modulation de ce processus, notamment lors de la perception d'un mouvement social invitant ou non l’observateur à une interaction (en collaboration avec le laboratoire Structures Formelles du Langage, UMR 7023, Université Paris 8). 
  • D’autres processus bas niveau étudiés concernent ceux impliqués dans le phénomène de mimétisme facial (Philip et al. 2017) et la manière dont les utilisateurs perçoivent des combinaisons d’expressions congruentes et incongruentes d’émotions sur différentes modalités (expressions faciales, postures, texte, …) (Martin et al. 2018).
  • Dans le cadre de collaborations entre les groupes AMI et CPU, nous interrogeons la perception de la combinaison de différents stimuli (tactiles, visuels et auditifs) (Tsalamlal et al. 2016, Gaffary et al. 2018) et également en quoi les modalités d'interaction (haptique, tactile, tangible) avec des dispositifs favorisent la construction d’une représentation spatiale (Arnaud et al., 2016, Bellik & Clavel, 2016, 2017).

Les processus haut niveau étudiés relèvent plus de l’expérience utilisateur ou encore des sentiments de présence ou d’immersion étudiés dans le cadre d’interaction avec des dispositifs de réalité virtuelle.

  • Cela s’est traduit dans la thèse de Mehdi Boukhris (2012-15) par la question de la fidélité perçue d’un clone virtuel interrogeant notamment les informations nécessaires pour assurer un degré de fidélité élevé entre un agent virtuel et son référent réel lors de l’expression d’émotions.
  • Depuis 2017, dans le cadre de la thèse de Delphine Potdevin (2017-2020), nous étudions comment les modalités d’interaction avec un agent conversationnel animé peuvent jouer sur différentes dimensions de l’expérience utilisateur : intimité perçue, image de l’entreprise, etc.
  • En collaboration avec le groupe ILES, nous cherchons à produire un agent virtuel communiquant par Langue des Signes Française (LSF) qui soit accepté par des individus sourds signeurs mais aussi compréhensible. Ainsi, la thèse de Felix Bigand (2018-2021) financé par le projet ROSETTA, nous permettra d’explorer également les processus cognitifs haut et bas niveaux en jeu lors de la perception d’un mouvement moteur utilisé cette fois-ci dans le cadre d’une langue à part entière qui est la LSF.

Cet axe regroupe des recherches de terrain et de laboratoire visant à mieux comprendre les usages des technologies à partir d'ancrage théoriques en psychologie, ergonomie et informatique. Les usages des technologies par les humains sont ainsi analysés à partir d'approche complémentaires basées sur les concepts de "comportement" ou "d'activité". Autrement dit, nos travaux visent la compréhension des usages des dispositifs technologiques par le prisme de l’analyse des activités humaines, de leur modélisation informatique et de leur simulation. L’objectif est de concevoir des dispositifs technologiques plus adaptés et adaptatifs vis à vis des femmes et des hommes qui les mobilisent pour agir. Ces travaux ont ainsi pour fil conducteur une meilleure compréhension des activités humaines instrumentées, les usages des technologies ainsi que les facteurs internes et externes les influençant. Ils visent également à agir dans les processus de conception et d’innovation technologique pour les orienter ou mettre en place de nouvelle forme de conception participative. Ces recherches sont menées aussi bien selon des approches compréhensives, explicatives que prédictives selon les projets.

En ergonomie, nous menons des recherches-actions qui s’articulent selon quatre principales orientations : 1) comprendre les processus d’appropriation des technologies, 2) favoriser le développement des usages par des méthodes d’anticipation des activités humaines futures, 3) construire des méthodes d’accompagnement des processus de conception des technologies, et 4) construire des techniques et méthodes d’analyse du travail pour concevoir des dispositifs de formations professionnelles intégrant de nouveaux outils.

En informatique, nous nous intéressons à la simulation multi-agents de l’activité humaine, par exemple pour l’étude et la réduction de la consommation énergétique. L’enjeu est de proposer des des modèles qui permettent de regrouper au sein d’une même simulation informatique des experts issus de domaines scientifiques très différents (psychologie, ergonomie, énergétique, thermique, etc.). Par exemple, une des méthodologie adoptée combine des approches de simulation participative avec des données statistiques sur les populations pour générer des diagrammes d’activité et les coupler avec des données de consommation (projet SMACH).

En psychologie, nous nous intéressons plus particulièrement aux choix de conception des plateformes : dans quelle mesure ces derniers peuvent orienter le comportement de l’utilisateur ? dans quelle mesure le contexte d’interaction peut-il orienter leurs usages ?

Ainsi, dans la thèse de Léonor Philip, nous interrogeons la nature des feedbacks proposés par une plateforme éducative pour apprendre l’anglais à des collégiens et leur influence sur l'engagement de l'utilisateur au cours de l'interaction didactique d'une part et sur le développement de compétences linguistiques d'autre part. Ce travail a fait l’objet d’une publication dans la revue Enfance en 2015.

La thèse de Jean-Baptiste Corrégé (2016-2019) vise à expliquer comment les processus normatifs peuvent être intégrés dans un dispositif interactif et modifier l’activité de l’utilisateur. Ainsi, nous avons montré que l’utilisation des normes injonctives pour promouvoir des choix éco-énergétiques lors de l’utilisation d’une application de simulation de rénovation de bâtiments influence non seulement les résultats obtenus par les utilisateurs mais également les stratégies employées lors de l’élaboration de leur projet ainsi que leurs priorités.

Dans le cadre du projet ANR NARECA, nous avons étudié l’impact de l’expressivité émotionnelle d’un agent virtuel narrateur lors de ses interactions avec des enfants. Nous avons étudié dans quelle mesure l’enfant est attentif à l’expressivité de l’agent en utilisant notamment l'oculométrie. Au-delà de l’étude des choix de conception et de leur impact sur l’utilisation, ces travaux visent à renseigner les processus psychosociaux en jeu dans le cadre des interactions homme-machine et à proposer in fine des spécifications pour la conception de dispositifs adaptés aux utilisateurs.

Nos recherches visent d'une part à comprendre les processus cognitifs, affectifs et sociaux sous-jacents aux comportements et activités des individus en situation dans leurs dimensions individuelles et collectives pour les modéliser et les simuler infomatiquement. Il s'agit notamment de considérer dans ces processus la part non-rationnelle et ses effets (stress, affects, personnalité).

L’activité de recherche au sein de cet axe s’organise à la frontière entre plusieurs disciplines :

  • En ergonomie, nous cherchons à comprendre et à représenter les mécanismes de développement des compétences professionnelles chez l’adulte. Plus spécifiquement, nous nous interressons aux processus de conceptualisation et à la prise de décision.
  • En psychologie, nous cherchons à modéliser des caractéristiques individuelles en jeu lors de processus de prise de décision et plus largement d'interaction. Les recherches du groupe se centrent principalement d'une part sur le leadership et le followership et, d'autre part, sur la personnalité.
  • En informatique, nous nous appuyons sur la simulation multi-agents pour étudier les phénomènes collectifs. Ainsi, dans la thèse de Lauriane Huguet (2015-18), proposons des modèles informatiques de prise de décision et de communication en situation de stress pour une équipe de secouristes virtuels.

Le simulateur réalisé dans le projet VICTEAMS combine décision artificielle et simulation des processus affectifs pour former les leaders d'équipes médicales aux compétences non-techniques.

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