Etude théorique et pratique de la production d'effets d'amorçage de la mémoire Application à l'assistance à la remémoration chez l'utilisateur d'un système.

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1 Etude théorique et pratique de la production d'effets d'amorçage de la mémoire Application à l'assistance à la remémoration chez l'utilisateur d'un système informatique pour une tâche d'apprentissage Thèse de doctorat spécialité informatique Université Claude Bernard, Lyon 1 Luc Damas 15/12/2003 Direction : Alain Mille Rémy Versace

2 Problématique Cadre : assistance à l'utilisateur
Constat : la mémoire est omniprésente. La remémoration permet la poursuite de la tâche. Idée : Assister une tâche en assistant la remémoration 1er effet bénéfique : utile à court terme 2ème effet bénéfique : renforcement à long terme Problématique : Est-il possible d’assister la remémoration d’un utilisateur ?

3 Plan de la présentation
Idée Modélisation de la mémoire Modélisation Simulations Validation Assistance à la remémoration Expérimentation Evaluation Conclusion, perspectives

4 Idée 1 2 4 3 amorce remémoration Système informatique simulateur de
Outil informatique utilisé Système informatique simulateur de mémoire interactions Utilisateur Alter-ego de l'tilisateur transmet 1 observe Assistant amorce 2 4 remémoration 3

5 Validation et évaluation
Validation du simulateur de mémoire Expérimentations Simulations PUIS Évaluation de l'assistance basée sur ce principe Mise en oeuvre de l’alter-ego Expérimentation Approche incrémentale

6 Étape 1/2 : modélisation de la mémoire

7 Modélisation de la mémoire
Modèle épisodique à traces multiples Conteneur d'expériences Succession de traces Processus Ecphorie synergique [Tulving, 1973] Modèle choisi : Minerva 2 [Hintzman, 1986] Choix du modèle

8 Minerva 2 activations sonde temps mémoire trace écho intensité

9 Capacités de minerva 2 Prise en compte de
Catégorisation Reconnaissance Rappel indicé Plus généralement : tâches d’abstraction Reconstruction de parties de traces

10 Exemple : catégorisation
Expérimentation Catégorisation d’items Prototype 1 : C3X1 Prototype 2 : F9G4 Tâche d’entraînement Catégorisation d’items plus ou moins prototypiques C3X2 C5X8 V3E F1G4 F9G8 A9B4 Feedback Tâche de test Idem Pas de feedback

11 Exemple : catégorisation
Codage de l’item la catégorie Sonde C7R1 C2X1 Proto 1 C3X1 F9B4 Proto 2 F9G4 F1G4 C3X2 C5X8 A9B4 V3E1

12 Limitations de minerva 2
Limitations inhérentes au modèle Pas de prise en compte du temps Aucune influence mutuelle des traces Aucun effet d’amorçage possible Aucun effet de position possible Primauté et récence Espacement pendant l’apprentissage

13 Limitations de Minerva 2
Limitations de méthodologie Méthode de codage peu explicitée Que mettre dans les traces ? Peu de prise en compte des tâches mnésiques Comment construire la sonde ? Mauvaises interprétations L’intensité de l’echo renseigne peu L’évolution des activations et le contenu de l’écho sont plus précis

14 Extension du modèle : conservation des états
Définition d’un état de mémoire Sonde + Écho + Activations Conservation à court terme de l’état de mémoire Sonde 1 Sonde 2 Sonde 3 Activation d’une trace t en mémoire : Minerva 2 temps Activation d’une trace t en mémoire : Minerva 2 étendu temps

15 Extension du modèle : codage
Item + contexte (temporel, situationnel) Minerva 2 item catégorie Minerva 2 étendu description de l’item catégorie temporel situationnel item contexte

16 Extension du modèle : tâches mnésiques
Apprentissage, entraînement Rappel libre vs autres tâches sonde stimuli mémoire écho

17 Validation Primauté, récence Catégorisation Amorçage

18 Primauté / récence Objectif : obtenir la courbe en U typique des effets de primauté/récence Les premiers et derniers items sont mieux rappelés que les items intermédiaires Expérimentation Apprendre une liste de 8 pseudo-mots COTI, MADU, RIVO, SOLA, BUHO, NICU, FAZI, KAXA Rappel libre

19 Primauté / récence Probabilité de rappel (%) Simulation
Minerva 2 étendu Expérimentation 69 61 15 Minerva 2 1 COTI 2 MADU 3 RIVO 4 SOLA 5 BUHO 6 NICU 7 FAZI 8 KAXA Position sérielle

20 Primauté / récence : pourquoi ça marche ?
Les premiers items appris sont mieux encodés Car peu « brouillés » par de nombreux items antérieurs Récence Les derniers items appris restent activés Ils sont donc immédiatement rappelés Que se passe t-il si on attend avant le rappel ?

21 Primauté / récence Objectif : reproduire des effets typiques de rappel libre Variations Délai inter-item lors de l’apprentissage (t) Délai post-apprentissage (T) Exemple Plus le temps de distraction T après l’apprentissage est grand, plus les effets de récence sont faibles.

22 Primauté / récence Simulations à l’aide de Minerva 2 étendu T=1 T=2
Performance en rappel libre (%) 100 T=1 T=2 T=4 T=6 T=10 80 Minerva 2 étendu 60 40 20 Minerva 2 Position sérielle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

23 Primauté / récence : conclusion
Effet typique de l’influence temporelle Effet omni-présent dès qu’il y a rappel libre D’un point de vue simulation Mélange « plus ou moins pur » des traces Primauté, récence à long terme Conservation des activations Récence à court terme (Mémoire à Court Terme)

24 Catégorisation Objectif double Tâche de catégorisation Variations
Montrer que Minerva 2 étendu fait aussi bien que Minerva 2 Montrer que Minerva 2 étendu peut faire mieux Tâche de catégorisation Variations Variations de prototypie et de ressemblance inter-items Explicitation des catégories

25 Catégorisation AVEC explicitation des catégories Expérimentation
7 6 75.0 65.0 12.0 2.0 AVEC explicitation des catégories Expérimentation Gain de performances en catégorisation 1a 1b 5 4 3 2 SANS explicitation des catégories dans la phase d’apprentissage 2.0 1.8 Minerva 2 étendu 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 Modèle épisodique de type Minerva 2 0.6 0.4 0.2 Expérience

26 Catégorisation : conclusion
Comportement initial de Minerva 2 conservé Pas de modification du principe d’ecphorie Spécificité dans la tâche : explicitation de la catégorie Traits spécifiques de la trace Meilleures activations Prise en compte des spécificités des tâches dans le codage des traces

27 Amorçage Objectif : reproduire en simulation des effets d’amorçage obtenus en expérimentation Amorce : un stimulus qui influence le traitement de stimuli ultérieurs Expérimentation : catégorisation Etude des capacités d’amorçage d’un item en fonction de sa prototypie p : prototypique np : non prototypique dis : distracteur

28 Amorçage t Exemple 1 : prototypique p Exemple 2 : non prototypique np
réponse du sujet = categ. 1 ou 2 amorce cible à catégoriser t Exemple 1 : prototypique p Amorce : C4X2 (catégorie 1, proto = C3X1) Cible : C4X0 Exemple 2 : non prototypique np Amorce : F9G1 (catégorie 2, proto = F9G4) Exemple 3 : distractrice dis Amorce : Z8T8 (jamais vu)

29 Amorçage Expérimentation et simulation de catégorisation np p dis
100% 60% Pourcentage de bonnes réponses Expérimentation Simulation

30 Amorçage : conclusion Obtenu grâce à la conservation des activations t
amorce cible à catégoriser t Activations d’une cible amorce prototypique temps Activations d’une cible temps amorce distractive

31 Modélisation de la mémoire : conclusion
Modèle unificateur Multiples tâches Peu de mécanismes ajoutés ou modifiés Méthodologie de simulation Simulation de la totalité d’une expérimentation Matériel puis déroulement puis interprétation Validation

32 Étape 2/2 : évaluation de l’assistance

33 Évaluation Objectif : Expérimentation Hypothèse
Evaluer le principe d’assistance basé sur l’utilisation d’un alter-ego mnésique de l’utilisateur Expérimentation Mise en oeuvre en situation écologique Hypothèse Les résultats validés en expérimentation et simulation restent valables à un niveau de complexité supérieur

34 Scénario 1 2 4 3 amorce remémoration Système informatique simulateur
Outil informatique utilisé Système informatique simulateur de mémoire interactions Utilisateur Alter-ego de l'tilisateur transmet 1 observe Assistant amorce 2 4 remémoration 3

35 Expérimentation Application « jouet » d'apprentissage

36 Expérimentation : apprentissage
Etude et annotation de 10 documents Annotation par mots-clés Durées courtes Objectifs Vue synthétique Obtenir des éléments d’interaction

37 Expérimentation : exercice 1
rappel indicé Indice = document Documents affichés Objectif : restituer un maximum de mots-clés

38 Expérimentation : exercice 2
rappel libre Documents non affichés Absence d’indice Rappeler un maximum de pages Saisie de tous les mots-clés d’une page Validation

39 Expérimentation : Conditions expérimentales
Sans aide Aide aléatoire Sur demande Aide = un mot-clé tiré au hasard Aide adaptée Aide = le mot-clé ayant fait le plus d’effet à l’alter-ego

40 Évaluation Pourcentages de rappel (%) Exercice 1 Rappel indicé 100%
75% Exercice 2 Rappel libre 50% 25% sujets sans aide aide aléatoire aide adaptée alter-ego

41 Analyse intra-individuelle
Deux sujets ont repris plusieurs fois l’expérience Conditions identiques Domaines différents Ou Conditions différentes Domaines identiques  Différences inter-domaine Gain de performances pour aide adaptée MAIS différences inter-domaines  Gain de performances pour aide adaptée

42 Conclusion Modélisation de la mémoire d’un utilisateur
Simulateur validé expérimentalement Comportement situé en contexte Limitation aux interactions Portabilité de résultats expérimentaux Possibilité d’assister la remémoration Assistance basée sur l’observation de l’utilisateur Assistance basée sur l’utilisation de l’agent alter-ego

43 Perspectives : Psychologie cognitive
Modélisation multi-modale, collective Modules parallèles communicants Mêmes principes Traces multiples Activations Conservation de l'état de la mémoire

44 Perspectives : informatique
Confirmer la validation Situations identiques Plus de sujets Plus de conditions expérimentales Influence du domaine Influence des temps d’apprentissage Biais de connaissances préalables Liberté de navigation Variations de l’espace documentaire

45 Perspectives : informatique
Tâches médiées par l’outil informatique Classements / recherches Fichiers URLs s Agendas Conception Jeux

46 Merci pour votre attention...

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48

49 Effets de contexte Objectif : étudier l’influence d’un contexte visuel sur le rappel libre Contexte visuel = couleur Apprentissage : quelques mots rouges parmis des mots noirs 4 Conditions Les 4 premiers sur 16 mots sont rouges Le deuxième quart de la liste est rouge Le troisième quart de la liste est rouge Les 4 derniers sont rouges

50 Effets de contexte 5 4 3 2 1 6 7 8 9 10 11 16 15 12 13 14 pantalon
crayon poisson meringue chateau 5 4 3 2 1 voiture éléphant 6 arbre pigeon corde 7 8 9 10 banane coiffure 11 chocolat caisse bouteille tasse 16 15 12 13 14

51 Effets de contexte Contexte visuel Pourcentage de rappel (%)
80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 Position sérielle Position sérielle Expérimentation Simulation

52 Amorçage Amorçage Expérimentation et simulation de catégorisation p np
Pourcentage de bonnes réponses 100% 100% 60% 60% Expérimentation Simulation Ressemblance des amorces aux prototypes p np dis p np dis