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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 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 T=1 T=2 T=4 T=6 T= 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 Gain de performances en catégorisation 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 s – 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

51 51 Effets de contexte Contexte visuel ExpérimentationSimulation Pourcentage de rappel (%) Position sérielle Pourcentage de rappel (%) Position sérielle

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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