Développer des jeux sérieux améliorés par l'IA pour enseigner la conception de produits intelligents et connectés

Developing AI-Enhanced Serious Games for Teaching Smart and Connected Product Design

• Auteur / Autrice : Xinyu Liu
• Direction : Frédéric Bruno Segonds, Camille Jean, Ruding Lou
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur spécialité Conception
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2025
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM en cotutelle avec No
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LCPI - Laboratoire Conception de Produits et Innovation

Mots clés

Mots clés libres

Innovation

Science du design

Ia

Jeu sérieux

Produit intelligent et connecté

Innovation

Design Science

Ai

Serious Game

Smart and Connected Product

Résumé

Le design et l'innovation sont essentiels à la réussite des entreprises dans un monde globalisé et concurrentiel. Avec le développement rapide des technologies numériques, les prévisions de développement de produits prévoient une croissance soutenue des produits intelligents et connectés (ISAKSSON et al., 2020 ; BRIARD et al., 2021). L'un des principaux enjeux pour les entreprises réside dans le recrutement d'ingénieurs et de designers maîtrisant parfaitement les techniques de conception et d'innovation de ces produits, ainsi que dans la formation continue de leurs collaborateurs. Les jeux sérieux constituent une solution pour développer les compétences et enseigner la conception de produits de manière ludique (MA et al., 2019). Leur utilisation est fréquente car ils peuvent améliorer le plaisir, l'implication, la structure et l'interaction sociale pendant l'apprentissage. En tant qu'outil émergent, l'IA peut être utilisée dans les jeux sérieux pour adapter les parcours d'apprentissage aux performances individuelles des joueurs, rendant l'expérience plus personnalisée et efficace. L'IA peut également analyser les comportements des joueurs, suggérer des améliorations et offrir un retour d'information en temps réel, favorisant ainsi un environnement d'apprentissage optimisé. Cependant, peu de jeux sérieux abordent le sujet de la conception de produits intelligents et connectés, et encore moins intègrent des technologies d'IA. Cette thèse propose une méthode de développement de jeux sérieux pour l'enseignement de la conception de produits intelligents et connectés grâce à une plateforme d'apprentissage basée sur l'IA. L'objectif est d'exploiter l'IA pour adapter les parcours d'apprentissage aux performances individuelles, rendant l'expérience plus personnalisée et efficace, tout en analysant les comportements des joueurs, en suggérant des améliorations et en fournissant un retour d'information en temps réel. Une évaluation rigoureuse des jeux sérieux créés sera réalisée afin de valider les principes, les heuristiques et les recommandations formulées.

Design and innovation are necessary for companies to succeed in a globalized and competitive world. With the rapid development of digital technologies, forecasts on product development predict that smart and connected products will keep on growing fast (ISAKSSON et al., 2020; BRIARD et al., 2021). One of the key issues for companies lies in employing engineers and designers that understand the full technique of design and innovation of those product as well as continuously train those already hired. Serious games are one solution to develop skills and teach product design in a ludic way (MA et al., 2019). Their usage is frequent as they can improve enjoyment, passionate involvement, structure, and social interaction while the learning takes place. As an emerging tool, AI can be used within serious games to adapt learning pathways based on individual player performance, making the experience more personalized and effective. AI can also analyze player behaviors, suggest improvements, and offer real-time feedback, fostering an optimized learning environment. However, there is a limited number of serious games that address the subject of smart and connected product design, with even fewer incorporating AI technologies. This thesis proposes a method to develop serious games for teaching smart and connected product design through an AI-based learning platform. The goal is to leverage AI to adapt learning pathways based on individual performance, making the experience more personalized and effective, while analyzing player behaviors, suggesting improvements, and providing real-time feedback. A robust evaluation of the serious games created will be carried out to validate the principles, heuristics and recommendations formulated.