« Interfaces, Cognition située et Gestions des connaissances »

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1 « Interfaces, Cognition située et Gestions des connaissances »
Module Cognition Naturelle « Interfaces, Cognition située et Gestions des connaissances » Responsable : V. Lespinet-Najib

2 Organisation du module
3 UE de 20h UE - Gestion des Connaissances : V. Lespinet-Najib, H. Sauzéon & F. Tyndiuk UE – Cognition Située : H. Sauzéon & F. Tyndiuk UE – Interfaces et communication : V. Lespinet-Najib & F. Tyndiuk

3 UE - Gestion des Connaissances
Organisation des connaissances et représentations – 10h Enseignants : V. Lespinet-Najib & F. Tyndiuk - Compréhension du langage naturel – 5h - Expertise et systèmes experts – 5h Enseignants : H. Sauzéon & F. Tyndiuk

4 UE - Gestion des Connaissances

5 Plan Introduction I – Organisation des connaissances
- modèle en réseaux hiérarchisés - conception prototypique - modèle de comparaison des caractéristiques - modèle en réseaux de diffusion de l’activation - (modèle ACT) II – Représentations - image mentale - modèle mental représentation schématique (représentation propositionnelle)

6 UE - Gestion des Connaissances
« INTRODUCTION »

7 Introduction « La psychologie cognitive repose sur un concept central, celui de traitement de l’information. Représentations et connaissances constituent les contenus sur lesquels s’exerce l’activité mentale. Procédures logiques et processus de calcul caractérisent les traitements qui modifient les représentations et permettent la construction des connaissances. » Michel LAUNEY, 2004

8 Introduction Tous les travaux en psychologie cognitive sont articulés autour du concept de Traitement de l’information. Origine travaux théoriques de l’Intelligence Artificielle 2 orientations : Information Représentation Connaissances Objets des traitements Logique Calcul Intégration verticale et/ou horizontale Processus de traitement

9 Introduction Le concept de Représentation renvoie à la distinction classique des linguistes (travaux de SAUSSURE, 1916) entre : signifié signifiant La forme Exemple : le mot, l’image Le sens Exemple : ce que désigne le mot, l’image « Chien » « quadrupède domestique de la famille des canidés »

10 Introduction Représentation = contenus mentaux qui, au sens strict, correspondent à des états transitoires de l’information en cours de traitement. A l’issue de ce traitement, ces contenus mentaux sont conservés en mémoire, de façon permanente sous la forme de connaissances. Les connaissances ne sont donc que la forme terminale et stable des représentations.

11 UE - Gestion des Connaissances
I - Organisations des Connaissances 

12 Existe-t-il différents modes d’organisation de la mémoire sémantique ?
Introduction Il s’agit d’expliquer de quelles façons sont organisées nos connaissances sémantiques en mémoire à long terme. Existe-t-il différents modes d’organisation de la mémoire sémantique ?

13 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Quel intérêt a-t-on d’organiser nos connaissances ? Expérience de BOWER et al. (1970) - 2 groupes de sujets : - groupe organisé : on présente 112 mots classés en 4 catégories sémantiques (minéraux, plantes, instruments, parties du corps). Chaque catégorie est présentée de façon hiérarchisée. - groupe aléatoire : les 112 mots sont présentés de façon aléatoires dans les 4 réseaux hiérarchisés

14 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique GROUPE ORGANISE

15 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique GROUPE ALEATOIRE

16 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Procédure Les sujets devaient apprendre 1 réseau hiérarchique (soit 28 mots) pendant 1 minute (soit en condition organisée soit aléatoire). Puis, ils devaient rappeler l’ensemble des mots dans n’importe quel ordre. Il y a jusqu’à 4 apprentissages (phase d’étude puis rappel)

17 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique

18 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique En conclusion L’effet de l’organisation hiérarchique sémantique est très important sur les performances en mémoire. C’est pourquoi, de nombreux auteurs ont proposé une organisation de la mémoire sémantique en terme de réseau hiérarchisé. Le plus célèbre : modèle de COLLINS & QUILLIAN (1969)

19 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Ces auteurs voulaient répondre à la question suivante : « Quel type d’organisation des mots en mémoire sémantique permet à l’être humain de connaître et d’utiliser les mots comme il le fait ? » QUILLIAN a mis en place un programme informatique de compréhension du langage « Teachable Language Comprehender » (ou TLC) Ce programme pouvait comparer 2 mots entre eux au niveau de leur signification en terme de similitudes et de dissemblances Ex : comparaison de « Plante » et « humain » Réponse : 1 plante n’est pas un animal / l’humain est un animal

20 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Ces auteurs ont proposé une architecture en réseau hiérarchique avec les propriétés suivantes : -Concepts sont des noeuds Hiérarchie des concepts : supra-catégorie / catégorie / exemplaire Principe d’économie cognitive : seules les propriétés les plus spécifiques sont classées avec les concepts. Il n’y a pas de répétition des attributs à chaque niveau 2 propriétés : inclusion (« est un ») et propriétés (« possède ») le temps de traitement correspond à la distance dans le réseau

21 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Temps de Réaction moyen pour vérifier différents énoncés 800 1000 1200 1400 1600 vérification de propriétés vérification d'inclusion Temps de Réaction moyen (ms) Un serin a une peau Un serin peut voler Un serin peut chanter Un serein est un animal Un serein est un oiseau Un serein est Niveaux de propositions vraies un serein 3 2 1

22 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Illustration d’une structure hypothétique de la mémoire sémantique Représentant une hiérarchie à 3 niveaux SUPRA- CATEGORIE - a u n e p t s m o v i r g d l c h j ANIMAL CATEGORIE OISEAU POISSON EXEMPLAIRE CANARI AUTRUCHE REQUIN SAUMON - e s t c o m e s t i b l e - e s t r o s e d a n g e u r e u x - r e m o n t e l e s r i v i è r e s

23 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Animal « est un » « a » Oiseau Plumes « est un » « a » Rouge-gorge Gorge rouge

24 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Cette conception théorique considère la catégorie sémantique comme un ensemble de traits distinctifs (ou propriétés). L’appartenance à une catégorie est définie sur le partage de ces traits Exemple canari et autruche appartiennent à la même catégorie car ils partagent les traits du concept oiseau (a des plumes, a des ailes, …)

25 I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique Limites du modèle Dans ce modèle, tous les exemplaires d’une catégorie sont traités de façon équivalente Or il a été montré (travaux de RIPS et al., 1973) : Effet d’inversion des niveaux On met plus de temps à vérifier l’énoncé « un cheval est un mammifère » que « un cheval est un animal » Effet de représentativité (ou typicalité) Certains exemplaires sont plus rapidement traités que d’autres : « une baleine est un mammifère » temps = 1452 ms « un cheval est un mammifère » temps = 1246 ms

26 I – Organisation des connaissances
Conception prototypique Ainsi, la notion de prototype, typicalité et de niveau de base ont été introduits (ROSCH, 1973) Prototype : item le plus typique d’une catégorie et utilisé pour la représenter Indice de typicalité Exemplaires les plus représentatifs d’une catégorie sont ceux qui ont le degré de typicalité le plus élevé. Normes de typicalité (cet indice dépend du contexte culturel et du niveau d’expertise) Exemplaires les plus typiques sont plus facilement traités et récupérés Niveau de base : tous les niveaux hiérarchiques n’ont pas la même fréquence d’utilisation

27 I – Organisation des connaissances
Conception prototypique Ex. Catégorie « oiseau » Propriétés Degré de typicité + - « Poule » « Canari » « Pigeon » « Autruche »

28 I – Organisation des connaissances
Conception prototypique La conception prototypique s’articule de la façon suivante : organisation d’une catégorie (ex: oiseau) s’effectue autour d’un ensemble de propriétés communes à tous les membres de la catégorie le prototype (canari) correspond à l’organisateur de toute la catégorie et se trouve à l’intersection en périphérie, se trouvent les exemplaires les moins typiques le degré de typicalité d’un exemplaire est déterminé par sa ressemblance avec l’élément prototypique

29 I – Organisation des connaissances
Conception prototypique Notion de niveau de base Les différents niveaux de catégorisation d’un item ne sont pas équivalents en terme de fréquence d’utilisation Exemple golden est plus facilement associé à pomme qu’à fruit Le niveau de base de golden est pomme (tâche de catégorisation)

30 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques SMITH et al. (1974) en réponse aux critiques proposent un modèle de comparaison des caractéristiques. Pour ces auteurs, un sujet quand il effectue une vérification d'énoncés sémantiques, il compare chaque concept entre eux. Le concept est défini comme un ensemble de caractéristiques (propriétés), et le sujet effectue une comparaison entre ces ensembles de propriétés. Il y a deux types de caractéristiques : - caractéristiques de définition - caractéristiques secondaires

31 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques - caractéristiques de définition Caractéristiques nécessaires pour être un exemplaire d’une catégorie Exemple : Oiseau = être vivant, avoir des plumes, avoir des ailes caractéristiques secondaires Caractéristiques habituellement présentes parmi les exemplaires mais qui ne sont pas obligatoires Exemple : Oiseau = capacité de voler, être d’une certaine taille

32 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques Il s’agit d’un modèle en 2 stades : Stade 1 en 3 phases : 1- récupération des listes de caractéristiques (définition et secondaire) pour les 2 concepts (ex : oiseau et moineau) 2- comparaison des 2 listes 3- on obtient un indice X de similarité globale entre ces 2 concepts, on compare cet indice X par rapport à un critère "c" (seuil) déterminé par le sujet lui-même. Il y aura 2 seuils pour ce critère : c0 = seuil en deçà duquel la réponse est négative c1 = seuil au delà duquel la réponse est positive

33 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques « Rouge-gorge » « Oiseau » Objet physique Vivant Plumes Mobiles Avec plumes Gorge rouge … Objet physique Vivant Plumes Mobiles Avec plumes …

34 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques Ce critère (seuil) est très personnel, donc il y a une très grande variabilité individuelle. Le temps de réaction sera très rapide pour 2 concepts où : X > c1 ou X < c0. (on ne passe pas par la phase 2) Par contre si X est intermédiaire, le sujet doit effectuer une analyse beaucoup plus approfondie, c'est le stade 2. Phase 2 La comparaison s'effectuera par rapport aux propriétés les plus essentielles (caractéristiques de définition)

35 Comparaison des caractéristiques Comparaison des caractéristiques
Présentation d’un énoncé STADE 1 Comparaison des caractéristiques des deux termes « un canari est un oiseau » « un crayon est un oiseau » X < c0 c0 < X < c1 X > c1 STADE 2 Comparaison des caractéristiques de définition « une chauve-souris est un oiseau » « une autruche est un oiseau » Non appariement Appariement Réponse négative Réponse positive

36 I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques Intérêts effet de typicalité effet taille de la catégorie (petite catégorie plus vite traitée, moins de caractéristiques) (Chien vs. Animal) Limites Distinction entre caractéristiques de définition et secondaires difficiles pour certaines catégories (ex : fruits) Les classifications de nécessitent pas toujours un calcul de similarité, on peut avoir stocké le lien direct entre les 2 concepts sans forcément les comparer

37 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation En 1975, COLLINS et LOFTUS modifient leur modèle en 1 modèle non hiérarchisé. Ce modèle met l'accent sur le processus par lequel 2 concepts sont mis en relation. Les concepts sont toujours représentés par des noeuds. Ces noeuds sont reliés les aux autres par des links (liens). Lorsque qu'en entrée on donne un concept à un sujet, celui-ci est activé et cette activation se distribue à travers le réseau.

38 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation Au sein de ce réseau, on retrouve 2 types de liens : de propriétés : cerise - rouge d’inclusion : roses - fleurs Les relations de type associatif ont été rajoutées : pompier - feu La diffusion d’activation s’effectue de façon automatique et en qql ms L’expérience permet de faire modifier ces relations voire de rajouter de nouvelles associations.

39 Illustration du modèle de distribution d'activation (Collins et Loftus, 1975)
véhicule rue automobile autobus camion ambulance camion de pompier maison feu orange rouge jaune vert roses violettes fleurs cerise poire pomme

40 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation La longueur des arcs (ou links) rend compte de la force d’association entre deux concepts Exemple : Rouge – feu : association forte Rouge – cerise : association moins forte Cette distance est pondérée par : typicité des items, fréquence d’utilisation, … La propagation de l’activation diminue en fonction de la distance

41 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation Propriété de ce modèle : priming sémantique 1 expérience de KATO (1985) on présente au sujet une liste de 48 paires de mots (sans sémantique), le sujet a pour consigne de mémoriser les mots de chaque paire. ex de paires : - infirmière / dollar - rivière / pomme Puis, les sujets sont divisés en 2 groupes au moment du rappel (phase de récupération).

42 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation Pour chaque groupe (1 et 2) on présente la moitié des paires avec un indice seul (ex : infirmière) et l'autre moitié des mots avec l'indice plus 3 lettres (infirmière / do.....r) La différence entre les groupes : - groupe 1 : les 3 lettres associés peuvent faire penser à un mot sémantiquement très proche du mot cible (do....r = docteur) - groupe 2 : les 3 lettres ne peuvent pas faire penser à un mot sémantiquement très proche du mot cible (po....e pour pomme)

43 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation Non associé sémantiquement 20 40 60 80 100 Associé sémantiquement % de réponses correctes Les 3 lettres ne les aident pas, beaucoup d’erreurs Ils disent par exemple docteur et pas dollar nombre de lettre fournies aucune trois

44 I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation Ce phénomène permet d’expliquer le phénomène d’illusion de mémoire ou fausse reconnaissance Paradigme de DEESE, ROEDIGER et McDERMOTT (1995) ruche bourdon soleil essaim guêpe ours Abeille Diffusion de l’activation

45 I – Organisation des connaissances
Modèle ACT Les différents modèles portent sur l’organisation de la mémoire sémantique en terme de classification de concepts. ANDERSON (1976) propose un modèle ACT s’adaptant à une grande variabilité de tâches cognitives. Ce modèle repose sur les bases du modèle de la diffusion de l’activation : « connaissances sont stockées dans un réseau sémantique en différents nœuds interconnectés et l’activation peut se diffuser à travers le réseau à partir des nœuds activés vers de nouveaux nœuds et d’autres chemins »

46 I – Organisation des connaissances
Modèle ACT Protocole 26 phrases sont proposées aux sujets, ils doivent les étudier. Certains concepts sont présentés plusieurs fois (ex : hippie 3 fois) d’autres une seule fois (ex : cave 1 fois). Puis dans la phase test : on présente des phrases vraies et fausses Les sujets doivent répondrent VRAI ou FAUX On mesure la vitesse de réponse

47 I – Organisation des connaissances
Modèle ACT Phase Etude Phase Test Un hippie est dans le parc Un hippie est à l’église Un hippie est dans la banque Un capitaine est dans le parc Un capitaine est à l’église Une jeune fille est dans la banque Un pompier est dans le parc … Un avocat est dans la cave Phrases vraies Un hippie est dans le parc (3-3) Un avocat est dans la cave (1-1) Une jeune fille est dans la banque (1-2) Phrases fausses Un hippie est dans la cave (3-1) Un avocat est dans le parc (1-2) Une jeune fille est dans la cave (1-1) Un capitaine est dans la banque (2-2)

48 I – Organisation des connaissances
Modèle ACT capitaine pompier église parc hippie Effet fan L’augmentation du nombre de liens (ou arcs) accroît le temps de recherche d’un chemin unissant deux concept parce que l’activation est divisée banque « Un hippie est dans le parc » plus long en temps que « une jeune fille dans la banque » Jeune fille

49 UE - Gestion des Connaissances
II - Représentations

50 II – Représentations Introduction

51 II – Représentations Introduction

52 II – Représentations Introduction

53 II – Représentations Introduction

54 II – Représentations Introduction

55 II – Représentations Introduction "carrefour"

56 II – Représentations Introduction

57 II – Représentations Introduction
Plusieurs catégories de représentation ont été proposées : Image mentale Modèle mental Représentation conceptuelle : schéma et script Représentation taxonomique (connaissances) Représentation propositionnelle

58 II – Représentations Introduction Exemple : WESTEN (2000)
Quand on doit se rappeler un numéro de téléphone, trois modes de récupération au moins sont possibles : 1- consiste à avoir une image mentale du numéro en question représentation imagée 2- consiste à prononcer mentalement, avec répétition, la série de chiffres représentation verbale 3- consiste à reproduire un pattern de mouvements moteurs (représente une succession de frappes sur les touches du téléphone) représentation d’actions

59 II – Représentations IMAGE MENTALE Définition
« correspond à la représentation visuelle et/ou spatiale d’un objet réel ou non » L’image mentale possède de nombreuses propriétés de la perception : - traitement global : l’image faite d’un concept est perçue comme un tout - immédiateté : traitement à un moment donné

60 II – Représentations IMAGE MENTALE
Théorie du double codage (PAIVIO, 1969, 1991) Face à un matériel verbal, un sujet peut le traiter de deux façons : Traitement imagé (HD) : créer une image mentale pour représenter un mot Traitement verbal (HG) : effectuer des associations verbales avec le mot cible Le double codage d’un mot augmente l’efficacité du traitement. Ainsi, la mémoire est améliorée lorsque les items peuvent être à la fois représentés par des codes imagés et verbaux (représentation bilatérale).

61 II – Représentations IMAGE MENTALE
Une expérience : PAIVIO et al. (1968) 2 catégories de mots étaient utilisées : - Liste C : mots très imagés (concret) : jongleur, robe, lettre, … Liste A : mots peu imagés (abstrait) : effort, devoir, qualité, … On présentait des 16 paires de mots, puis après un délai, les sujets devaient rappeler le premier mot de la paire. 4 paires de mots étaient proposées : CC, CA, AC, AA

62 II – Représentations IMAGE MENTALE Moyenne totale Des rappels
L’image mentale influence de façon très nette les performances

63 II – Représentations IMAGE MENTALE
Si on demande par questionnaire quelle stratégie ils avaient utilisé pour chacune des 16 paires de la liste. Ils avaient le choix entre : - aucune stratégie - stratégie de répétition - stratégie verbale (phrase, rime associant les deux mots …) - stratégie d’élaboration d’images mentales - autre stratégie Les résultats montrent que Aucune et Autre sont rarement utilisés

64 II – Représentations IMAGE MENTALE Nb moyen de paires

65 II – Représentations IMAGE MENTALE
Les principales opérations sur les images mentales : - balayage visuelle ou exploration d’images mentales - rotation mentale d’objets

66 II – Représentations IMAGE MENTALE & balayage visuel
Travaux de KOSSLYN & POMERANTZ (1978) Le temps nécessaire à l’examen d’une image (mentale ou réelle) est proportionnel à l’éloignement des éléments qui la composent. Une carte représentant une île fictive est présentée au sujet. Une fois l’emplacement des éléments de l'île mémorisés par le sujet (hutte, arbre, lac…), la carte est retirée de la vue du sujet.

67 II – Représentations IMAGE MENTALE & balayage visuel

68 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & balayage visuel Toutes les 5 secondes, le sujet doit se focaliser sur la représentation visuelle d’un objet de la carte et appuyer sur un bouton une fois la représentation atteinte. On détermine un point de départ la « plage » puis le sujet doit imaginer le parcours à faire pour aller au « rocher » par exemple, puis du « rocher » au « marais », etc ...

69 II – Représentations IMAGE MENTALE & balayage visuel Cible 1 Cible 2
Point de départ

70 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & balayage visuel Le temps requis pour se déplacer d’une représentation à l’autre est proportionnel à la distance séparant les objets réels (r = .97).

71 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale La rotation mentale s’apparente à la rotation qu’un objet réel effectue. Travaux de SHEPARD & METZLER (1971) Les stimuli (des structures tridimensionnelles composées de cubes joints) peuvent tourner sur un axe de rotation fixe dans un espace en 3-D.

72 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les stimuli

73 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les stimuli sont présentés par paire. Le sujet doit déterminer si la paire est identique ou différente. Le sujet est averti du début de l’essai par un stimulus sonore. 500 ms plus tard, une paire de stimuli lui est présentée. Le sujet doit appuyer sur le bouton identique ou différent le plus rapidement possible.

74 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Quelques exemples de paires

75 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les éléments de la paire A diffèrent de 80° dans leur orientation sur un plan.

76 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les éléments de la paire B diffèrent de 80° dans leur orientation en profondeur.

77 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les éléments de la paire C sont différents : aucune rotation ne permet de les faire correspondre.

78 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les paires ont été présentées fois à 8 sujets qui ont répondu avec un pourcentage d’erreur de seulement 3 %. Les temps de réaction ont été calculés pour les rotations sur un plan et en profondeur.

79 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale

80 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale Les temps de réponse évoluent de façon linéaire en fonction de la disparité angulaire (différence d’angle entre les deux stimuli). Cette linéarité est obtenue chez tous les sujets avec différents types de figures et pour les deux types de rotation. Ces résultats suggèrent que le processus qui permet de comparer les objets est de nature analogue à une rotation d’objet dans la réalité.

81 II – Représentations IMAGE MENTALE & rotation mentale
La spécificité des représentations imagées est que les opérations et transformations qui s’appliquent aux objets physiques ont des conséquences identiques lorsqu’elles sont appliquées en pensée aux objets mentaux. Ainsi, la formation de représentations mentales qui héritent des propriétés structurales des objets perçus.

82 II – Représentations IMAGE MENTALE - conclusions
De nombreux auteurs ont essayé de montrer la similitude entre image mentale et perception visuelle. Est-ce les mêmes zones cérébrales qui sont activées ? Travaux de GANIS et al. (2004) – équipe de KOSSLYN Utilisation de la technique IRMf 20 sujets sains

83 II – Représentations IMAGE MENTALE & conclusions 2 conditions
1 condition Imagerie mentale (doit imager l’item) 1 condition Perception visuelle (voit un dessin de l’item) Dans tous les cas, les sujets devaient effectuer un jugement sur l’objet : « taller than wide » (+ haut que large) « wider than tall » (+ large que haut) « contains circulars parts » « contains rectangulars parts » « more on top » (plus vers le haut) « more on bottom » (plus vers le bas)

84 II – Représentations IMAGE MENTALE & conclusions jugement « arbre »
Temps de réaction Condition Imagerie mentale « arbre » jugement Temps de réaction Condition Perception

85 Régions frontales

86 Régions pariétales et temporales

87 Régions pariétales et occipitales

88 II – Représentations MODELE MENTAL
Théorie des modèles mentaux proposée par JOHNSON-LAIRD (1993) Utilisée initialement pour la compréhension de texte, raisonnement syllogistique. Pour cet auteur, une théorie sémantique qui n’intègre pas la référence au monde est insuffisante. A pour objectif de décrire la manière dont le monde extérieur est représenté dans le système de traitement. « un modèle mental est une représentation interne d’un état de choses du monde extérieur »

89 II – Représentations MODELE MENTAL
De nombreux chercheurs en sciences cognitives considèrent que le modèle mental est la façon naturelle par laquelle l’esprit humain construit la réalité, en conçoit des alternatives, et vérifie des hypothèses lorsqu’il est engagé dans un processus de simulation mentale. Les modèles mentaux renvoient à la représentation que le sujet construit à partir de son expérience des objets et des situations.

90 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés Homomorphes du monde
Structure similaire à celle de la situation décrite par l'énoncé, donc correspond à des objets du monde. correspondance entre le monde réel et la représentation mentale. Réduction des données Dynamiques ne reste pas tel quel, évolue pendant le traitement, d'où possibilité de modifier ou même de corriger un modèle mental, ce qui permet de simuler l'action. De plus reflète l'évolution du monde. Par ex : au fur et à mesure de la lecture d’un texte

91 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés Constructives
il n'est pas donné en soi, il est construit pour le besoin à un moment donné pour une interprétation ou compréhension d'un énoncé. Il n’existe pas a priori – pas en MLT Provisoires en MCT (de travail), uniquement pendant l'interaction entre l'individu et le monde, c'est à dire pendant le traitement, a une vie limitée Ex : une fois le texte lu et compris le modèle mental disparaît

92 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés
Le modèle mental se caractérise aussi par une réduction des données par rapport à la réalité. Pour comprendre un texte, résoudre un problème, il n’est pas nécessaire de se représenter tous les détails possibles (économie cognitive) 2 principes : Activation sélective Mise au premier plan

93 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés
Activation sélective – expérience de DENIS et Le NY (1986) On présente au sujet une phrase puis un dessin qui illustre un détail de la scène, le sujet doit dire si ce détail appartient à la scène décrite par la phrase « Fonçant vers le sol, les pattes en avant, l’aigle se saisit brusquement de la belette »              Le sujet répond plus vite pour dessin A (serres) que B (ailes) Dessin A Dessin B

94 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés
« Face à un large ciel, l’aigle prit son envol majestueux et lent » Le sujet répond moins vite pour dessin A (serres) que B (ailes) Dessin A Dessin B Le lecteur est capable d’activer de manière sélective les traits figuratifs d’un concept en fonction du contexte linguistique qu’il a traité

95 II – Représentations MODELE MENTAL - propriétés Mise au premier plan
Il s’agit d’un processus dynamique qui suit la focalisation de l’attention sur les différentes entités traitées au cours de la compréhension. La répétition de mots, l’ordre des mots, le décours temporel peuvent modifier le maintien ou le changement de focalisation. Ainsi, certains éléments sont mis au second plan avec un degré d’activation faible.

96 II – Représentations MODELE MENTAL – exemples d’application
Représentation mentale des relations spatiales Le couteau est devant le pot Le pot est à gauche du verre Le verre est derrière le plat Un texte à référence continue est facile à comprendre car le sujet ne construit qu’une seule représentation (modèle mental) de la situation décrite par la phrase et chaque nouvelle phrase ne fait qu’ajouter des informations Référence discontinue

97 II – Représentations MODELE MENTAL – exemples d’application
Dans le cas d’un texte à référence discontinue, les sujets se font un modèle mental pour la 1ère phrase puis un second modèle mental pour la 2ème phrase Et enfin pour la 3ème phrase, Certains sujets reconstruisent un seul modèle mental (à l’aide des deux premiers, relient les concepts entre eux) d’autres construisent un 3ème modèle mental

98 II – Représentations MODELE MENTAL
DENIS et de VEGA (1993) proposent deux différences majeurs entre l’image mentale et le modèle mental Image mentale Modèle mentale Haut degré de précision (nombreux détails) Relations visuo-spatiales uniquement Peu de détails (réduction de données) D’autres relations possibles (état émotionnel, paramètres psycho-sociaux, …)

99 II – Représentations Représentation schématique
Autre approche a été proposée en terme de relations associatives et repose sur une conception ancienne celle de Bartlett (1932) Schéma structure générale de connaissance qui fournit un cadre pour organiser des regroupements de connaissances représentation cognitive qui spécifie les propriétés générales d’un type d’objet, d’événement ou de structure

100 II – Représentations Représentation schématique
Rumelhart & Norman (1983) définissent 5 caractéristiques : comportent des variables ayant une valeur par défaut (ex : acteurs, accessoires, …) ils peuvent s’emboîter les uns dans les autres ils représentent des connaissances à différents niveaux d’abstractions représentent des connaissances plutôt que des définitions les différents éléments d’un schéma possèdent peu de relations conceptuelles (ex : bol et céréales)

101 II – Représentations Représentation schématique
Plusieurs formes de schémas : Schémas dits de situations (regroupant l’ensemble des connaissances qui apparaissent dans cette situation) ex : supermarché, cuisine Schémas d’évènements ou scripts (organisés sous forme d’actions temporelles et séquentielles appelées épisodes) ex : aller au restaurant

102 II – Représentations Représentation schématique Notion de typicalité
Il a été montré que certains éléments d’un schéma sont plus typiques (Vysokov, 1993) Ex : café plus typique du schéma petit déjeuner que yaourt Notion de hiérarchie Consultation médicale Visite chez le dentiste Prise de rendez-vous Salle d’attente

103 II – Représentations Représentation schématique Un script
Spécifie les actions, les acteurs mais aussi les objets en jeu But à atteindre

104 II – Représentations Représentation schématique
Ex. de catégorie schématique : bol, café au lait, croissants Ex. de catégorie taxonomique : tartine, bifteck, sandwich

105 II – Représentations Représentation schématique
Activités impliquées dans le script du restaurant (version simplifiée) Schank & Abelson, 1977

106 II – Représentations Représentation schématique
Plusieurs épisodes composent le script du restaurant - Schank & Abelson, 1977

107 Exemple du schéma « Maison »
II – Représentations Représentation schématique Exemple du schéma « Maison »

108 II – Représentations Représentation schématique Scripts
Après la lecture du paragraphe suivant extrait d'Abelson (1981): "John avait très faim lorsqu'il entra au restaurant. Il prit place à une table et remarqua que le serveur était à proximité. Mais il s'aperçut tout d'un coup qu'il avait oublié ses lunettes pour lire." Pourquoi John a-t-il besoin de ses lunettes?

109 II – Représentations Représentation schématique
Le mot « restaurant » active une attente à propos d'un certain nombre d'événements prévisibles (représentation de ces attentes stockées au niveau du schéma « restaurant ») « restaurant » « script de restaurant »

110 II – Représentations Comparaison schémas et catégories

111 II – Représentations Comparaison schémas et catégories
Réseaux sémantiques  représentation taxonomique Schéma, script, scène  représentation schématique Deux modes = possibilité de vicariance

112 II – Représentations Représentation propositionnelle
Notion de proposition = expression construite sur la base de règles de syntaxes définies « plus petite unité par laquelle une signification peut être traduite » « plus petite unité sur laquelle il est possible de dire "vrai" ou "faux » » "Marie dit à Hélène qu'elle donne un dollar à Jean". Cette proposition peut être représentée ainsi: Dire ((Marie), (Hélène), temps, Donner ((Marie), (dollar), (Jean), temps)

113 II – Représentations Représentation propositionnelle ANDERSON (1995)
« John acheta quelques friandises parce qu’il avait faim » Proposition C Sujet Objet Relation parce que Proposition A Proposition B Objet Agent Sujet Relation Relation friandise John A faim acheter

114 II – Représentations Représentation propositionnelle
Renvoie aux modèles de : Kintsch Anderson

115 Travaux dirigés TD 1 – 3h Article sur les modèles mentaux – JF. Richard Comparaison de différentes formes de représentation TD 2 – 1 h Association libre à partir de mots – mis en place d’un corpus Force d’association TD 3 – 2h Représentation graphique du réseau sémantique issu du TD 2

116 Divers : Concept d’Information
Emetteur Récepteur Métaphore de la boite noire Le traitement de l’information nécessite : - organes de saisie de l’informations (capteurs, organes sensoriels) - une ou plusieurs mémoires (stocker l’information de façon transitoire ou permanente) - unité logique (assure le traitement) - organes d’exécution (transforment le résultat de ce traitement en actions)

117 Divers : Concept d’Information
Analogie homme – machine Quelle que soit la manière dont ces composantes sont physiquement réalisées, c’est leur organisation fonctionnelle et leur coordination temporelle qui déterminent l’ordre des étapes du traitement et qui définissent les contraintes logiques de fonctionnement du système. Ce principe général du traitement de l’information est commun aux êtres vivants et aux machines (même si matériellement très différent). Permet de faire un rapport entre Intelligence Naturelle et Intelligence Artificielle

118 Divers : Concept d’Information
Le contenu des messages (ou informations) est transmis par des signaux modifications physiques propagées sur un canal de communication Exemple : - Neurotransmission chimiques au niveau du SNC - Transmission électrique dans un système de télécommunication

119 Divers : Concept d’Information
La nature des signaux n’a souvent rien avoir avec celle du message d’origine. Exemple : - Neurotransmission chimiques au niveau du SNC les influx nerveux qui circulent dans le système visuel sont de nature différente de l’énergie lumineuse qui excite les cellules de la rétine - Transmission électrique dans un système de télécommunication les impulsions électriques qui transitent sur une ligne téléphonique sont différentes de l’énergie acoustique produite par la voix du locuteur (émetteur)

120 Divers : Concept d’Information
Le codage = traduire le message original en signaux ayant un contenu informationnel On distingue 2 types de codage - codage analogique - codage digitale Le signal reproduit certaines caractéristiques de l’info initiale (fluctuations dans le temps, distribution spatiale, …) Ex : un signal gravé sur un disque phonographique reproduit les variations de fréquence et d’intensité de la source sonore L’info est traduite sous forme d’une série de signaux discrets, généralement de type binaire, qui la représentent comme une suite de nombre ( …). Ex : cellules « on » ou « off » dans le système visuel

121 Divers : Concept d’Information
Autre aspect du codage : manière dont l’info est représentée Représentation interne de type analogique (conserve les propriétés du stimulus qui constitue l’info d’origine) Représentation interne de nature symbolique (codée à partir d’un ensemble de symboles, comme les lettres, les mots, qui n’ont pas de rapport de similitude direct avec l’info d’origine)

122 UE Gestion des connaissances
Cours V. Lespinet-Najib Divers : Concept d’Information Exemple : - Système visuel L’image d’un item est formée sur la rétine semblable à l’item et est transmise point par point jusqu’aux aires cérébrales centrales qui traitent les infos visuelles représentation de type analogique Puis, au niveau des aires cérébrales les différentes caractéristiques sont analysées (couleur, forme, relief, identification des objets, …) représentation de type symbolique