Replicants : humains virtuels cognitifs, émotionnels et sociaux : de l'empathie cognitive à l'empathie affective

Replicants : emotional, social and cognitive virtual humans : from cognitive to affective empathy

• Auteur / Autrice : Margaux Lhommet
• Direction : Jean-Paul Barthès, Domitile Lourdeaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Technologies de l'information et des systèmes
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intelligence artificielle

Avatars (informatique)

Réalité virtuelle

Représentation des connaissances

Empathie

Sciences cognitives

Informatique -- Aspect cognitif

Mots clés libres

Agents cognitifs

Informatique affective

Empathie cognitive

Environnements virtuels

Humains virtuels

Replicants

Résumé

Les humains virtuels sont de plus en plus présents dans les environnements virtuels. Les travaux en informatique affective visent à doter ces personnages autonomes de capacités émotionnelles. Nous souhaitons modéliser des humains virtuels dont le comportement est cohérent, adaptable et explicable. Nous définissons la cohérence d’un humain virtuel comme l’adéquation entre sa situation, son état mental et son comportement. L’humain virtuel doit pouvoir s’adapter à de nouvelles connaissances et les intégrer dans son raisonnement. Enfin, pour que l’apprenant comprenne l’impact de ses actions, le comportement de l’humain virtuel doit être explicable. Nous utilisons des modèles issus de la psychologie qui explicitent les dimensions humaines et leur dynamique. Notre humain virtuel dispose ainsi d’une personnalité, d’émotions et sont liés par des relations sociales. Afin de garantir l’adaptabilité de l’humain virtuel, nous définissons un ensemble de processus indépendants du domaine permettant de gérer la dynamique de ces dimensions humaines et leur impact sur le comportement au sein d’une architecture cognitive. Un langage de description des entités, des actions et des activités permet de représenter les connaissances spécifiques du domaine d’application. Ce formalisme est suffisamment simple pour être renseigné par des individus sans connaissances en programmation et suffisamment expressif et robuste pour être interprété directement par les humains virtuels. La prise en compte des interactions affectives entre les humains virtuels pose un problème de passage à l’échelle. Nous proposons un modèle d’empathie affective qui prend en compte les dimensions humaines et permet de résoudre ce problème. Pour produire de tels humains virtuels, nous proposons REPLICANTS, un moteur d’intelligence artificielle décisionnelle basé sur des modèles de connaissances. Des cas d’usage montrent comment l’humain virtuel combine ses processus cognitifs de haut niveau à des connaissances du domaine afin de se comporter de manière cohérente et explicable.

Virtual humans are more and more common in virtual environments such as simulations, training softwares, serious-games or video games. Affective computing aims at giving those artificial characters emotional capabilities. We aim at generating virtual humans whose behavior is coherent, adaptative and explainable. We define coherence as the adequacy between the situation, the virtual human’s mental state and her behavior. Adaptability is the capacity to adapt to new knowledge an reason about it. This knowledge may be specified by people without computer programming skills and therefore be incomplete. Finally, the virtual human’s behavior must be explainable in order for the learner to understand the impact of her actions. Using models from psychology that explicitly address the components and their dynamics, our virtual human model is given a personality, an emotional state and is linked to others via social relationships. In order to ensure the adaptability of our virtual human, she is given a set of domain-independent processes to take care of the dynamics of those human components and their impact on behavior. Those processes are integrated on a cognitive architecture. Domain-dependent knowledge such as entities, actions and activities are designed using a description language inspired by ergonomy methodology. This formalism is simple enough to be used without any computer programming skill, and expressive enough to be directly used by the high-level processes of our virtual human. An affective empathy model based on individual characteristics is proposed to model affective relations between virtual humans. To generate such virtual humans, we propose REPLICANTS, a decisional artificial intelligence engine. Some examples are presented and show how the virtual human can combine her generic set of cognitive rules with domain specific knowledge in order to adapt to her environment as well as behaving rationally in pursuing goals.