Un agent touchant : modélisation du toucher social dans les interactions humain-agent en environnement immersif

A touching agent : modelling the social touch modality for immersive human-agent interactions

• Auteur / Autrice : Fabien Boucaud
• Direction : Indira Thouvenin, Catherine Pelachaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique : Unité de recherche Heudyasic (UMR-7253)
• Date : Soutenance le 03/12/2021
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Heuristique et Diagnostic des Systèmes Complexes [Compiègne] / Heudiasyc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Temps réel (informatique)

Émotions

Agents conversationnels

Réalité virtuelle

Systèmes homme-machine

Interaction humain-machine

Intelligence artificielle

Aspect social

Toucher

Mots clés libres

Toucher social

Agent conversationnel animé

Interaction Humain-Machine

Dispositif haptique

Boucle interactive

Modèle computationnel d’émotion

Social touch

Artificial intelligence

Embodied conversational agent

Human-Machine interaction

Virtual reality

Haptic device

Computational model of emotion

Résumé

Malgré la puissance de nos technologies de communication actuelles pour maintenir du contact social dans des situations extrêmes, elles restent insuffisantes pour totalement combler les sentiments de solitude et d'isolement. Le toucher social, est essentiel au bien-être humain, nous permet de développer et raffermir nos liens relationnels et est un puissant canal de communication des émotions. Le présent travail de thèse s'intéresse à la façon dont on peut munir des agents artificiels de capacités de toucher social. Qu'il s'agisse de robots ou de personnages virtuels, ces nouvelles entités sociales sont déjà équipées de nombreuses modalités d'interaction (paroles, gestes, expressions faciales, etc.), et munir ces nouveaux types d’entités sociales de capacités de toucher pourrait améliorer encore leurs capacités émotionnelles et relationnelles. Plus particulièrement, notre principale question de recherche est de déterminer quand et comment toucher u and allowsn humain de manière utile, autonome et respectueuse. A cet effet, nous proposons une structure théorique et une implémentation fonctionnelle d'un agent touchant capable d'interagir dynamiquement avec un humain en temps réel, au sein d'un environnement immersif. En particulier, nous décrivons un module de perception des comportements de l'humain, un modèle de décision qui prenne en compte la cohérence et l'acceptabilité du toucher en contexte, et une interface haptique SOFTLY qui puisse être utilisée en immersion dans un environnement virtuel. Les évaluations de ces développements mettent en lumière les capacités prometteuses de ce framework, ainsi que ses limites actuelles et perspectives d'amélioration pour des travaux futurs.

Despite the current abilities of our communication technologies, they remain unable to completely counterbalance feelings of isolation and loneliness. Social touch is essential to human well-being and allows us to develop and strenghten our relationships. It is also powerful channel of emotional communication. This thesis work is aimed at endowing artificial agents with social touch abilities. Whether they are robotic or virtual artificial agents represent new kinds of social entities and are already equipped with many interactional modalities (speech, gestures, facial expressions, etc.). Endowing them with touching abilities could further enhance their abilities to communicate emotions and to bond with humans. More specifically, our main research question is to determine when and how to touch a human is meaningful, autonomous and respectful way. To answer this question, we propose a theoretical structure and a functional implementation of a touching agent, able to dynamically interact with a human in real-time in an immersive environment. We describe a perception module to detect the human’s behaviour, a decision model able to take coherence and acceptability of touch into account, and a haptic interface (SOFTLY) that can be used in the immersive setup to generate haptic feedback. Evaluations of this framework are discussed and hightlight that its abilities are promising, althought there are still clear avenues of improvement for the model.