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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.

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1 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 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 dassister la remémoration dun utilisateur ?

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

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

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

6 6 Étape 1/2 : modélisation de la mémoire

7 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]

8 8 Minerva 2 sonde écho activations trace temps mémoire intensité

9 9 Capacités de minerva 2 Prise en compte de – Catégorisation – Reconnaissance – Rappel indicé Plus généralement : tâches dabstraction – Reconstruction de parties de traces

10 10 Exemple : catégorisation Expérimentation – Catégorisation ditems – Prototype 1 : C3X1 – Prototype 2 : F9G4 Tâche dentraînement – Catégorisation ditems plus ou moins prototypiques – C3X2 C5X8 V3E1 F1G4 F9G8 A9B4 – Feedback Tâche de test – Idem – Pas de feedback

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

12 12 Limitations de minerva 2 Limitations inhérentes au modèle – Pas de prise en compte du temps – Aucune influence mutuelle des traces Aucun effet damorçage possible Aucun effet de position possible – Primauté et récence – Espacement pendant lapprentissage

13 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 Lintensité de lecho renseigne peu Lévolution des activations et le contenu de lécho sont plus précis

14 14 Extension du modèle : conservation des états Définition dun état de mémoire – Sonde + Écho + Activations Conservation à court terme de létat de mémoire Activation dune trace t en mémoire : Minerva 2 étendu temps Activation dune trace t en mémoire : Minerva 2 temps Sonde 1 Sonde 2Sonde 3

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

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

17 17 Validation Primauté, récence Catégorisation Amorçage

18 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 19 Primauté / récence 1 COTI 2 MADU 3 RIVO 4 SOLA 5 BUHO 6 NICU 7 FAZI 8 KAXA 69 61 15 Simulation Minerva 2 étendu Expérimentation Probabilité de rappel (%) Position sérielle Minerva 2

20 20 Primauté / récence : pourquoi ça marche ? Primauté – 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 21 Primauté / récence Objectif : reproduire des effets typiques de rappel libre Variations – Délai inter-item lors de lapprentissage (t) – Délai post-apprentissage (T) Exemple – Plus le temps de distraction T après lapprentissage est grand, plus les effets de récence sont faibles.

22 22 Primauté / récence 100 20 40 60 80 12345678 T=1 T=2 T=4 T=6 T=10 9101112 Performance en rappel libre (%) Position sérielle Simulations à laide de Minerva 2 étendu Minerva 2 Minerva 2 étendu

23 23 Primauté / récence : conclusion Effet typique de linfluence temporelle Effet omni-présent dès quil y a rappel libre Dun 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 24 Catégorisation Objectif double – 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 25 Catégorisation 0.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 Gain de performances en catégorisation 7 6 75.0 65.0 12.0 2.0 AVEC explicitation des catégories Expérience Expérimentation Minerva 2 étendu Modèle épisodique de type Minerva 2

26 26 Catégorisation : conclusion Comportement initial de Minerva 2 conservé – Pas de modification du principe decphorie 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 27 Amorçage Objectif : reproduire en simulation des effets damorçage obtenus en expérimentation Amorce : un stimulus qui influence le traitement de stimuli ultérieurs Expérimentation : catégorisation Etude des capacités damorçage dun item en fonction de sa prototypie – p : prototypique – np : non prototypique – dis : distracteur

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

29 29 Amorçage Expérimentation et simulation de catégorisation nppdis nppdis 100% 60% 100% 60% Pourcentage de bonnes réponses ExpérimentationSimulation

30 30 Amorçage : conclusion Obtenu grâce à la conservation des activations Activations dune cible temps amorcecible à catégoriser t Activations dune cible temps amorce prototypique amorce distractive

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

32 32 Étape 2/2 : évaluation de lassistance

33 33 Évaluation Objectif : – Evaluer le principe dassistance basé sur lutilisation dun alter-ego mnésique de lutilisateur Expérimentation – Mise en oeuvre en situation écologique Hypothèse – Les résultats validés en expérimentation et simulation restent valables à un niveau de complexité supérieur

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

35 35 Expérimentation Application « jouet » d'apprentissage

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

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

38 38 Expérimentation : exercice 2 rappel libre Documents non affichés – Absence dindice Rappeler un maximum de pages – Saisie de tous les mots-clés dune page – Validation

39 39 Expérimentation : Conditions expérimentales Sans aide Aide aléatoire – Sur demande – Aide = un mot-clé tiré au hasard Aide adaptée – Sur demande – Aide = le mot-clé ayant fait le plus deffet à lalter-ego

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

41 41 Analyse intra-individuelle Deux sujets ont repris plusieurs fois lexpérience Conditions identiques Domaines différents – Ou Conditions différentes 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 42 Conclusion Modélisation de la mémoire dun utilisateur – Simulateur validé expérimentalement – Comportement situé en contexte – Limitation aux interactions – Portabilité de résultats expérimentaux Possibilité dassister la remémoration – Assistance basée sur lobservation de lutilisateur – Assistance basée sur lutilisation de lagent alter-ego

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

44 44 Perspectives : informatique Confirmer la validation – Situations identiques – Plus de sujets – Plus de conditions expérimentales Influence du domaine Influence des temps dapprentissage Biais de connaissances préalables Liberté de navigation Variations de lespace documentaire

45 45 Perspectives : informatique Tâches médiées par loutil informatique – Classements / recherches Fichiers URLs E-mails – Agendas – Conception – Jeux

46 46 Merci pour votre attention...

47 47

48 48

49 49 Effets de contexte Objectif : étudier linfluence dun 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 50 Effets de contexte chateau meringue poisson crayon éléphant arbre pigeon corde banane caisse bouteilletasse chocolat coiffure voiture pantalon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121314 15 16

51 51 Effets de contexte Contexte visuel ExpérimentationSimulation 20 80 70 60 50 40 30 Pourcentage de rappel (%) Position sérielle 20 80 70 60 50 40 30 Pourcentage de rappel (%) Position sérielle 1-4 5-8 9-12 3-16

52 52 Amorçage Expérimentation et simulation de catégorisation nppdis nppdis 100% 60% 100% 60% Pourcentage de bonnes réponses Ressemblance des amorces aux prototypes ExpérimentationSimulation


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