Modélisation cognitive d'interactions humaines dans un cadre de planification coopérative

Modélisation cognitive d’interactions humaines dans
un cadre de planification coopérative
Alexandre PAUCHET
10 mars 2004Table des matières
Introduction 6
Problématique et méthodologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Plan de la thèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1 Le projet de l’agence de voyage 10
1.1 Cadre expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.1 Définition du problème . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.1.2 Mise en place de l’expérimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1.3 Protocoles expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2 Étude de la planification humaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.1 Analyse des protocoles expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.2 Un modèle de planification humaine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.2.3 Implantation : le système Iggy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2 Travaux existants relatifs à notre problématique 23
2.1 Systèmes Multi-agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.1 Capacités cognitives/réactives des agents . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.1.2 Organisation du SMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.1.3 Architectures d’agent (À FAIRE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2 Un modèle de l’énoncé : la théorie des actes de langage . . . . . . . . . . . 31
2.2.1 Fondements de la des actes de . . . . . . . . . . . . 31
2.2.2 Théorie Austinienne des actes de langage . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.3 Formalisation de la théorie : Searle et Vanderveken . . . . . . . . . 34
2.2.4 Théorie des actes de langage et théorie de la pertinence . . . . . . . 35
2.2.5 Sémantique des actes de langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.2.6 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3 Modèles de dialogues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.1 Un modèle fondé sur la planification . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.2 Modèles fondés sur la structuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.3.3 Modèles sur l’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.3.4 Modèles mixtes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.3.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4 ACL et protocoles de communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4.1 Kqml . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.4.2 Fipa-acl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.4.3 Kqml+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
12.4.4 CoLa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.4.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3 Analyse des protocoles expérimentaux du point de vue de l’interaction 55
3.1 Analyse des énoncés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.1.1 Liste de performatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.1.2 Comparaison avec Kqml et Fipa-acl . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.1.3 Étude statistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.1.4 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2 Dynamique conversationnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2.1 Interventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2.2 Temporalité des interventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.2.3 Digressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.2.4 Étude statistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.2.5 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4 Modélisation des interactions humaines 71
4.1 Description formelle du problème de l’agence de voyage . . . . . . . . . . . 71
4.1.1 Syntaxe utilisée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.1.2 Termes et ensembles de termes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1.3 Prédicats et ensembles de prédicats . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1.4 Actions élémentaires externes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.1.5 Contraintes formelles pour la résolution du problème . . . . . . . . 75
4.1.6 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2 Modélisation de la dynamique conversationnelle . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.1 Modélisation des interventions par automates temporisés . . . . . . 76
4.2.2 Automates de demande d’information . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.2.3 de proposition . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.2.4 Automates d’envoi spontané d’information . . . . . . . . . . . . . . 81
4.2.5 de traitement des erreurs . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.2.6 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.3 Modélisation des énoncés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.1 Modèle formel d’un énoncé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.2 Sémantique générale des performatives . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.3.3tique des descriptifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.3.4 Sémantique des directifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.3.5tique des engageants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.3.6 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5 L’architecture BDIggy 92
5.1 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.1.1 Module de perception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.1.2 Système Iggy2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.1.3 Interpréteur de plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.2 Fonctionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2.1 Initialisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
25.2.2 Perception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2.3 Décision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2.4 Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.2.5 Communication avec un autre agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Conclusion générale 98
État d’avancement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Échéancier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Bibliographie 99
3Table des figures
1 Projet de l’agence de voyage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1 Expérimentation psychologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2 Espace de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Carte du réseau aérien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.4 Exemple de protocole expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.5 Architecture d’Iggy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1 Architecture d’agents d’Allen, Blaylock et Ferguson . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 Arc BDI de PRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Architecture BDI de Guerra-Hernandez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4 Exemple de schéma d’action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.5 Protocole Fipa : Request . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.6 Protocole d’interaction de Kqml+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1 Fichier brut d’un trinôme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.2 Exemple de chronogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3 Regroupement de messages en interventions . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.4 Imbrication des interventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.5 Exemple de digression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.1 Automates de demande d’information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.2 de proposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3 Automates d’envoi spontané d’information . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.4 Automate de traitement des erreurs . . . . . . . . . .