Mémoire de maitrise Ochs Magalie

Mapo8384

Description

Maîtrise, Supérieur, Maîtrise (bac+4)

• mémoire

Université de Montréal Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents par Magalie Ochs Département d'informatique et de recherche opérationnelle Faculté des arts et des sciences Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Maîtrise ès Science (M.Sc.) en informatique Juillet, 2004 Magalie Ochs, 2004

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Informations

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Extrait

Université de Montréal


Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents


par
Magalie Ochs


Département d'informatique et de recherche opérationnelle
Faculté des arts et des sciences


Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures
en vue de l'obtention du grade de
Maîtrise ès Science (M.Sc.) en informatique


Juillet, 2004

Magalie Ochs, 2004 ii

Université de Montréal
Faculté des études supérieures


Ce mémoire intitulé :

Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents


présenté par :
Magalie Ochs


a été évalué par un jury composé des personnes suivantes :

Jean Vaucher président-rapporteur
Claude Frasson directeur de recherche
Valtchev Petko membre du jury






iii

Résumé

De récentes recherches ont montré que les émotions étaient étroitement liées à
tout processus cognitif. Dans le contexte de l’apprentissage par exemple, un individu, tant
face à un humain que face à une machine, va ressentir de nombreuses émotions qui vont
fortement influencer ses capacités cognitives. L’intégration d’une intelligence
émotionnelle dans les systèmes tutoriels intelligents (STI) permet de gérer les émotions
d’un apprenant et ainsi d’optimiser ses performances. Dans ce mémoire, nous présentons
le nouveau concept de Système Tutoriel Emotionnellement Intelligent (STEI), et nous
décrivons comment réaliser de tels systèmes à travers un agent, appelé Agent
Emotionnellement Intelligent (AEI), capable d’ajouter de manière modulaire les capacités
de l’intelligence émotionnelle à un STI traditionnel. Pour un STI, être émotionnellement
intelligent signifie être capable de mesurer en tous temps les émotions d’un apprenant, de
déterminer quelles émotions sont optimales pour l’apprentissage, et de générer ces
émotions chez l’apprenant. Nos méthodes pour réaliser un tel système sont basées sur le
raisonnement à base de cas et des algorithmes de graphe.




Mots-clés : Émotions, système tutoriel intelligent, raisonnement à base de cas,
intelligence émotionnelle, conditions d’apprentissage.





iv
Abstract


Recent research has shown that emotions and cognitive processes are narrowly
linked. During learning for instance, an individual, both in front of a human or in front of
a computer, experiences a variety of emotions which will strongly influence his cognitive
abilities. The integration of emotional intelligence in Intelligent Tutoring Systems (ITS)
allow for managing the learner’s emotions and, hence, for optimizing his performances.
In this thesis, we present the novel concept of Emotionally Intelligent Tutoring Systems
(EITS) and describe how to realize such systems through an agent called Emotionally
Intelligent Agent (EIA), able to add, in a modular way, the capabilities of emotional
intelligence to traditional ITS. To integrate emotional intelligence into an ITS means to
give it the capacity to measure the learner’s emotions at any time, to generate specific
emotions in him, and to determine which emotions are optimal for learning. We have
analyzed in detail each of these capabilities and propose concrete methods based on
Case-based reasoning and graph algorithms for realizing it.




Keywords: Emotions, intelligent tutoring systems, case-based reasoning, emotional
intelligence, learning conditions.









v
Tables des Matières
Résumé ..............................................................................................................................iii
Abstract.............................................................................................................................. iv
Tables des Matières.............................................................................................................v
Liste des Figures ............................................................................................................... vi
Liste des Tables ................................................................................................................. vi

Introduction ................................................................................................ 1

Partie I. Intelligence et Systèmes Tutoriels................................. 3
Chapitre 1. L’Intelligence dans les Systèmes Informatiques ...............................................4
1.1 Les différentes formes d’intelligence.............................................................................................. 5
1.2 Les agents intelligents..................................................................................................................... 6
Chapitre 2. Systèmes Tutoriels Intelligents (STI) ................................................................8
2.1 Histoire et définition ....................................................................................................................... 8
2.2 Architecture d’un STI ..................................................................................................................... 9
2.3 Les stratégies pédagogiques.......................................................................................................... 10
Chapitre 3. L’Intelligence Émotionnelle ............................................................................12
3.1 Histoire et définition ..................................................................................................................... 12
3.2 Construire un système émotionnellement intelligent .................................................................... 14
3.3 Réalisation de systèmes émotionnellement intelligents ................................................................ 18
Chapitre 4. L’Intelligence Émotionnelle dans les STI .......................................................23
4.1 Motivation..................................................................................................................................... 23
4.2 État de l’art.................................................................................................................................... 24

Partie II. Le Concept de Systèmes Tutoriels
Émotionnellement Intelligents....................................................... 28
Chapitre 1. Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI).............................30
Chapitre 2. Les Conditions Émotionnelles Optimales pour l’Apprentissage....................43
Chapitre 3. Améliorer l’Apprentissage dans un STI avec un Agent Émotionnellement
Intelligent ............................................................................................................................58
Chapitre 4. Expérimentations et Résultats.........................................................................91
4.1 Objectifs des expérimentations ..................................................................................................... 91
4.2 Description des expérimentations ................................................................................................. 92
4.3 Analyse des résultats..................................................................................................................... 94

Conclusion ................................................................................................ 99


vi
Références ...................................................................................................................... 103
Annexe 1. Descriptions des situations utilisées pour les expérimentations...................... i
Annexe 2. Article Emotionally Intelligent Tutoring Systems (EITS) extrait des actes de
la conférence FLAIRS 2004.............................................................................................iii


Liste des Figures



Figure 1: Architecture d’un STI ................................................................................................................. 9
Figure 2 : Représentation des Émotions à Travers l’Expression Faciale du Robot Kismet ................ 19
Figure 4: Image d'écran du CBE Web Experience où l’utilisateur indique son état émotionnel
initial .................................................................................................................................................. 92
Figure 5: Image d'écran du CBE Web Experience où l’utilisateur indique sa réaction émotionnelle
dans une