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6 juin 2005 1 WINE (Web INtelligent Emotion) : un modèle dun système émotionnel intelligent Développement dun agent émotionnel au sein dune plateforme.

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1 6 juin WINE (Web INtelligent Emotion) : un modèle dun système émotionnel intelligent Développement dun agent émotionnel au sein dune plateforme de type PostNuke. Dorel Gorga TECFA – mémoire DESS

2 6 juin Structure de la présentation Présentation conceptuelle du modèle –Objectifs –Clarifications conceptuelles: émotion, motivation, système tuteur intelligent, agent pédagogique, agent pédagogique animé –Architecture et fonctionnalités du modèle –Limitations conceptuelles et techniques Présentation de la réalisation pratique dun module affectif –Architecture et fonctionnalités de lagent implémenté –Démonstration de la Version

3 6 juin Objectifs WINE agit sur la qualité de la communication dans un dispositif de formation à distance: »la détection et lévaluation des états émotionnels »la simulation ou la représentation des émotions (développées dans le contexte des systèmes informatisés) Objectifs: –identifier létat émotionnel de létudiant selon sa personnalité et son activité dapprentissage dans lenvironnement –générer une interface correspondant à une émotion. –produire un état émotionnel optimal de la plate-forme –induire un état cognitif positif permettant de maximiser la performance de létudiant

4 6 juin Émotion et ordinateur Affective computing (R. Picard, 1999): –Les émotions améliorent les performances des ordinateurs; –Les ordinateurs acquièrent la capacité de reconnaître et dexprimer des émotions (mais ils ne les éprouvent pas) Système émotionnel de lordinateur (R. Picard, Affective computing, 1997) –transmet lidée démotion –a des réponses émotionnelles –génère sciemment des émotions –présente des expériences émotionnelles –interagit avec dautres procès

5 6 juin Modèles de lémotion Le modèle OCC (Ortony, Clore et Collins. The cognitive structure of emotions, 1988). –Les émotions (22) sont la conséquence de certaines processus dévaluation cognitives (les événements et leurs conséquence, actions des agents, laspect des objets) –Lintensité des émotions variera en fonction du désir, de la réalisation (leffort investi), du mérite, de lattrait –Modèle susceptible dêtre implanté à laide de lordinateur Exemple: détecter les émotions de joie / détresse et de satisfaction / déception de l'étudiant –Déterminer les buts de l'étudiant afin dévaluer si les événements sont souhaitables selon ces buts –Déterminer si l'étudiant est heureux ou contrarié suite à loccurrence de ces événements et si la perspective est confirmée ou pas

6 6 juin La motivation La motivation a un rôle important dans l'éducation, elle stimule les besoins, les intérêts, les désirs et les attitudes particulières et elle est directement influencée par des émotions (Vygotsky, 1962). Les orientations motivationnelles –Orientation vers la tâche ou le but dapprentissage un étudiant poursuit un but dapprentissage pour apprendre et pour développer ses connaissances –Orientation vers soi-même ou le but de performance un étudiant poursuit un but de performance pour démontrer ses compétences, en particulier pour faire mieux que ses camarades

7 6 juin Système tuteur intelligent (STI) - 1 Les nouveaux systèmes tuteurs intelligents –devraient être dotés de lintelligence émotionnelle. « Lintelligence émotionnelle désigne notre capacité à reconnaître nos propre sentiments et ceux des autres, à nous motiver nous-mêmes et à bien gérer nos émotions en nous-mêmes et dans nos relations avec autrui » (Daniel Goleman, Working with emotional intelligence, 1998) –déterminent les émotions qui favorisent lapprentissage –créent un environnement dapprentissage sensitif du point de vue émotionnel La vision multi agent dun STI permet –de créer des agents intelligents qui montrent des émotions à d'autres agents qui communiquent avec eux dans le même environnement virtuel –de voir ces sous-systèmes comme des agents dédiés à la reconnaissance, la gestion, la simulation ou la représentation des émotions

8 6 juin Système tuteur intelligent (STI) - 2 Architecture générale dun système tuteur intelligent (Oliveira, 1994) Utilisateur Interface Control Domaine de base Stratégie denseignement Modèle cognitif de létudiant

9 6 juin Agent - Agent pédagogique Quest quun agent ? – système capable de percevoir lenvironnement par des détecteurs et dagir par des déclencheurs. (Russel et Norvig, 1995) Quest quun agent pédagogique? –agents intelligents qui ont un rôle éducatif ou pédagogique et qui sont donc utilisés pour faciliter ou améliorer lenseignement / lapprentissage. (Gürer, 1998) Typologie des agents pédagogiques: –agents coopératifs qui travaillent dans la formation comme la partie de l'architecture du système éducatif –agents personnels et animés qui interagissent avec l'utilisateur

10 6 juin Agent pédagogique animé Les agents pédagogiques animés: –agents pédagogiques qui utilisent la technologie d'agents synthétiques pour la présentation du contenu éducatif. Particularités de fonctionnement: –utilisent des ressources multimédia pour fournir à l'utilisateur un personnage animé qui simule le comportement des personnages intelligentes vivantes. Rôle: –rendent les agents plus attractifs aux étudiants ( Elliot; Brzezinski, 1998). –augmentent la capacité de communication des systèmes éducatifs

11 6 juin Exemple dagent pédagogique animé (1) développé dans le Center for Advanced Research in Technology for Education de USC (University of Southern California) au U.S.A. utilisé dans les systèmes éducatifs de médecine travaille avec les étudiants (en médecine et en odontologie) parle à l'utilisateur par un synthétiseur vocal – Létudiant peut poser des questions à lagent seulement par rapport aux scènes présentées puisque Adele n'a pas de mécanisme de traitement de langage naturel pour interpréter les questions de létudiant (par voie verbale ou tapée) Le personnage Adele Adele (Agent for Distance Education - Light Edition)

12 6 juin Exemple dagent pédagogique animé (2) agent pédagogique animé et autonome construit pour aider les étudiants dans les cours de formation navale représenté par un personnage capable de démontrer des procédures –par des gestes –par communication verbale peut contrôler lapprentissage de l'étudiant pendant l'interaction avec l'environnement. communique avec l'étudiant en langage naturel en utilisant une voix synthétisée (développé par Entropic Research). Le personnage Steve Steve (Soar Training Expert for Virtual Environment)

13 6 juin Le modèle WINE Un système émotionnel intelligent qui applique des stratégies affectives –vise à favoriser à létudiant une humeur positive –stimule l'apprentissage –fournie à l'étudiant un appui émotif afin de le motiver et de lencourager Facteurs dinfluence dans lanalyse de létat émotionnel –le profil affectif de départ –lorientation motivationnelle –lhistorique des actions réalisées avant lapparition de lémotion –létat cognitif –lévolution de lémotion déjà reconnue –le contexte social (apprentissage de type social ou collaboratif) Types démotions dentrée : –Joie, détresse, satisfaction, déception (implémenté) –Gratitude, colère, fierté, honte (possible à implémenter)

14 6 juin Architecture WINE

15 6 juin Agent de reconnaissance émotionnelle Au début de linteraction de létudiant avec le système on peut utiliser un questionnaire pour identifier le profil affectif, le style cognitif et lorientation motivationnelle de létudiant afin de déterminer son état émotionnel. Les émotions sont déduites du comportement observable de l'étudiant en incluant ses actions dans l'interface de lenvironnement de formation (lhistorique de son activité). Les états affectifs de létudiant peuvent influencer significativement le comportement de létudiant dans le processus dapprentissage –Les états affectifs reconnus: joie (plaisir) / détresse satisfaction / déception

16 6 juin Agent de reconnaissance émotionnelle Létat émotionnel de létudiant « Quels sont les états affectifs qui doivent être modelés dans une situations denseignement / apprentissage accompagnée par un agent pédagogique émotionnel?". Fondement théorique: le modèle OCC (Ortony, Clore et Collins. The cognitive structure of emotions, 1988). –Ce modèle spécifie clairement la signification et la définition de chaque émotion décrite. –Létat émotionnel à un moment donné peut être exprimé par une série de valeurs attribuées à chacune de ce types démotions groupés en couples contradictoire (joie – détresse, satisfaction – déception) pour évaluer lintensité de lémotion

17 6 juin Agent de reconnaissance émotionnelle Type démotion Joie – détresse se produisent quand, pour un étudiant, lévénement est souhaitable ou non par rapport à ses buts –la joie en tant que personne heureuse au sujet d'un événement souhaitable –la détresse en tant que personne contrariée au sujet d'un événement indésirable Satisfaction – déception (frustration) se produisent quand létudiant a une confirmation ou non de la perspective d'un événement souhaitable –la satisfaction surgit quand létudiant est satisfait sil a la confirmation de la perspective d'un événement souhaitable –la déception quand létudiant est contrariée sil na pas la confirmation de la perspective d'un événement souhaitable

18 6 juin Agent de reconnaissance émotionnelle La schéma d'identification de l'émotion On peut imaginer le scénario suivant: L'agent capte les actions de l'étudiant dans l'interface du système. Chaque action (ou jeu d'actions) peut indiquer plus qu'un état affectif Le système pose des questions à l'étudiant –Au début de linteraction pour identifier le profil affectif, le style cognitif, et lorientation motivationnelle de létudiant –Pendant linteraction pour identifier et définir les différents degrés de létat émotionnel de létudiant L'étudiant répond à la question de l'agent Finalement, le sous-agent déduit les états émotionnels de l'étudiant et va choisir la stratégie affective adéquate Les actions de l'étudiant dans l'interface du système. Questions pour mieux définir les émotions de létudiant Les réponses de létudiant Stratégies affectives

19 6 juin Agent de reconnaissance émotionnelle Simulation daction Vu la nature dynamique des informations affectives de l'étudiant, je nai pas implémenté cet agent de reconnaissance émotionnelle Jai simulé laction de cet agent en utilisant comme auxiliaire un outil statique (un questionnaire liées au événement identifié par lenseignant). Exemple pour le cas daccomplissement de lactivité: 1.Considérez-vous avoir investi beaucoup d'effort pour accomplir cette activité ? 2.Est-ce que vous avez utilisé plus de temps que prévu pour répondre aux exigences de cette activité ? 3.Cette activité vous a-t-elle intéressé dune façon particulière ? 4.Considérez-vous cette activité comme un défi dans lapprentissage de nouvelles connaissances ? 5.Est-il important pour vous daméliorer votre classement par rapport à vos collègues ?

20 6 juin Agent danalyse du comportement observable de létudiant Les actions de l'étudiant dans l'interface du système –Données statistiques (nombres de connexions, temps de connexion, pages visitées, etc.) –Lanalyse de commentaires (blogs, etc.) –Le temps d'exécution de lactivité –Leffort investi dans lactivité –Laccomplissement ou non de lactivité –La fréquence d'aide exigée

21 6 juin Agent pour produire des états émotionnels optimales et des stratégies affectives La stratégie affective sapplique selon les états émotionnelles de l'étudiant. promeut des actions qui adaptent lenvironnement de formation à l'état affectif de l'étudiant doit promouvoir à l'étudiant une humeur positive doit fournir à l'étudiant un appui émotionnel lencourager le motiver le faire croire dans ses capacité, etc. Lagent pédagogique animé présente des comportements émotionnels et des messages (qui correspondent à des stratégies affectives)

22 6 juin Stratégies affectives (orientation vers la tâche) Legende : CPh – Comportement physique, CV – Comportement verbal (le texte affiché et parlé)

23 6 juin Stratégies affectives (orientation vers la performance) Legende : CPh – Comportement physique, CV – Comportement verbal (le texte affiché et parlé)

24 6 juin Discussion et perspectives Ce travail représente une première étape vers le but plus ambitieux de créer les agents pédagogiques réalistes entièrement interactifs et entièrement expressifs. –En quoi les ordinateurs, en intégrant des valeurs affectives, peuvent-ils, par exemple, améliorer la communication sur Internet ? –Comment le concept dintelligence émotionnelle pourrait-il être modélisé sur le web ? –Quel rôle les agents peuvent-ils jouer dans la gestion de la frustration quand on utilise les nouvelles technologies ? –Quelle aide peut apporter cette technologie dans latteinte de la satisfaction des besoins émotionnels? Le développement des stratégies éducatives: –le modèle FEASP (Designing emotionally sound instruction) développé par Hermann Astleitner (2000) –le modèle CEO (A Constructivist Emotionally-Oriented Model of Web-Based Instruction) développé par Robert J. MacFadden (2004)

25 6 juin Architecture et fonctionnalités dagent implémenté (1) Agent pour produire détats émotionnels optimales et des stratégies affectives –Configuration de lagent animé Microsoft (le comportement physique et verbal) –Simulation des événements dans l'environnement de formation qui produisent des émotions de satisfaction/déception et de joie/détresse (selon laccomplissement ou non de lactivité) –Configuration des stratégies affectives Simulation des autres sous-agents par le biais dun questionnaire en deux parties: –Trois questions pour identifier létat émotionnel de létudiant (Agent de reconnaissance émotionnelle, Agent danalyse du comportement observable) –Deux questions pour déterminer lorientation motivationnelle de létudiant (Agent de reconnaissance émotionnelle)

26 6 juin Base de données Group - étudiants Etat émotionnel Stratégie affective Comportement agent Agent pédagogique Module contrôle Agent Microsoft Interface Utilisateur Architecture du module PostNuke

27 6 juin Architecture et fonctionnalités du système implémenté (2) Limitations techniques et conceptuelles (exemple) –La détermination de l'intensité de l'émotion en fonction du comportement observable de l'étudiant est difficile et imprécise puisque elle dépend: du degré de désirabilité de lévénement de l'effort fait pour l'accomplissement de lactivité de la réalisation de l'événement (le degré avec lequel l'événement réalisé est confirmé ou infirmé). –Seulement deux degrés (haut et bas) pour lintensité de lémotion (pas encore implémenté) –Lutilisation de lagent animé Microsoft (attitude et voix synthétique) dépend du SO Windows –Lgent de reconnaissance émotionnelle de létudiant (difficile dimplémenter)

28 6 juin Architecture et fonctionnalités du système implémenté (3) Directions possibles de développement –Les difficultés dues à la détection des émotions en fonction du comportement observable de létudiant peuvent être surmontées par linsertion des senseurs physiologiques qui détectent des expressions corporelles des émotions. Cela est, pour linstant, presque impossible dappliquer sur le Web –implémenter des comportements physiques dun agent animé en utilisant la technologie Flash (facile à appliquer sur le Web) –implémenter le comportement verbal avec des audio-clips (en format mp3) qui sont interprétés par lagent animé (on peut résoudre les problèmes du manque d'intonation de la voix synthétique)

29 6 juin Simulation du travail pratique


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