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Etude du sens d'agentivité social en interaction haptique humain-machine (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : samedi 26 juin 2021

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Informations générales

Référence : UMR9015-OURGRY-001
Lieu de travail : ST AUBIN
Date de publication : vendredi 21 mai 2021
Nom du responsable scientifique : Ouriel Grynszpan
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Objectif général

Au cours des 50 dernières années, les mutations technologiques à l'œuvre ont profondément changé l'interaction de l'humain à son environnement. Au fil de cette évolution, les opérateurs se sont retrouvés face à des systèmes de plus en plus complexes et de plus en plus automatisés. Pour autant, l'automatisation ne s'est pas contentée de supplanter l'activité humaine, elle en a également transformé sa nature même, notamment à travers la numérisation croissante de la société humaine.
De plus en plus, l'humain coopère avec des agents artificiels capables d'actions autonomes, que ce soit des ordinateurs, téléphones portables ou véhicules autonomes ou semi-autonomes. Créer des agents partiellement autonomes, c'est en partie comme ajouter un nouveau membre d'équipage. L'une des conséquences est l'introduction de nouvelles exigences de coordination et l'émergence de nouvelles difficultés liées à l'interaction entre les différents agents. Il est dès lors primordial de réfléchir à notre capacité à concevoir des agents artificiels dit collaboratifs. L'interaction humain-humain représente le modèle de référence pour guider les recherches en interaction humain-machine.

Ce projet de thèse s'inscrit dans un courant de recherche visant à améliorer l'interaction humain-machine en se fondant sur les recherches en psychologie cognitive tout en approfondissant nos connaissances fondamentales sur le fonctionnement cognitif humain. Dans ce projet de thèse, nous chercherons d'abord à définir les éléments constitutifs de l'agentivité sociale entre humains, puis à les retranscrire dans l'interaction humain-machine.

Des travaux récents suggèrent l'existence d'une agentivité sociale qui ne peut se réduire à la somme de plusieurs agentivités individuelles (Silver et al., in press). Le sens de l'agentivité fait référence à l'expérience de contrôler ses actions et leurs effets dans l'environnement sensoriel (Haggard, 2005). Le sens de l'agentivité peut être évalué à l'aide de différentes méthodes, comme par exemple l'effet dit de « Intentional Binding » (IB), par lequel les êtres humains perçoivent le délai entre l'action et sa conséquence comme plus court lorsque l'action est produite de manière intentionnelle (Haggard, 2005). Les données récentes (Obhi & Hall 2011; Sahaï et al., 2019; Grynszpan et al. , 2019) suggèrent que l'agentivité collective (we-agency) propre à l'action conjointe disparaît lorsque le partenaire est un ordinateur, ce qui pourrait traduire selon ces auteurs une difficulté à se représenter les intentions d'un système. Le projet de thèse vise à mieux caractériser l'agentivité sociale et les pré-requis qui lui sont nécessaires.

Les technologies d'interactions entre humains et agents artificiels exploitent encore rarement les informations kinesthésiques. Ce type d'interaction apparaît pourtant comme une source potentiellement riche pour l'amélioration de l'acceptabilité des systèmes automatiques. Utilisant une technologie d'interaction haptique, nous avons démontré qu'une agentivité sociales pouvait émerger sur la seule base de l'interaction kinesthésique (Grynszpan et al. 2019). Il semble donc exister des signaux kinesthésiques propres aux interactions humain-humain permettant la coopération. Le projet de thèse a pour but d'identifier ces signaux pour les retranscrire lors d'interactions humain-machine. L'enjeu sera ici d'utiliser le background théorique et méthodologique de l'agentivité afin de concevoir des agents artificiels plus lisibles, et ainsi améliorer tant leur acceptabilité que la confiance dans leur utilisation. En particulier, ce projet ambitionne de pouvoir utiliser le sens haptique dans la construction de l'expérience d'agentivité lors de nos interactions avec des agents artificiels.

La méthodologie proposée

L'identification des informations sous-tendant la construction du sentiment d'agentivité lors d'action conjointe- Dans ce travail, nous faisons l'hypothèse que la compréhension des mécanismes sous-tendant l'agentivité pourrait nous permettre d'élaborer des recommandations concrètes de conception d'interface humain-système. Pour ce faire, nous chercherons à comprendre comment cette expérience d'agentivité se construit lors de la réalisation d'action conjointe humain-humain. Nous chercherons à identifier la nature et le format des feedbacks nécessaires à la construction de l'expérience d'agentivité.

L'implémentation de ces informations dans la modalité kinesthésique - Un des enjeux de ce travail est de pouvoir proposer des principes d'échanges permettant d'optimiser la construction de ce sens d'agentivité social lors des interactions humain-système, notamment basé sur l'utilisation de dispositif à retour d'effort. Une étape importante de ce travail de thèse consistera à implémenter les informations identifiées comme pertinentes à la construction de l'expérience de contrôle lors de tâches de coopération dans la modalité haptique.

L'évaluation des dispositifs proposés- La dernière étape de ce projet consistera à évaluer l'apport des informations kinesthésiques sur la construction de l'expérience d'agentivité lors de tâches de coopération humain-humain puis humain-machine. Ce travail convoquera des outils et des mesures issues du domaine de recherche sur le contrôle et la prédiction de l'action, notamment le recours à des marqueurs explicites (e.g., rapports subjectifs) et implicites (e.g., intentional binding) de l'agentivité chez l'opérateur humain, sur lesquels des analyses psychophysiques classiques seront conduites. Nous utiliserons également des métriques issues du champ de l'ergonomie, notamment pour évaluer la confiance dans les systèmes, ainsi que l'utilisabilité et l'acceptabilité de ces systèmes.

Encadrants :
Ouriel Grynszpan, Professeur des Universités en Informatique IHM : groupe AMI, https://www.limsi.fr/fr/recherche/ami, ouriel.grynszpan@universite-paris-saclay.fr
Bruno Berberian, Maître de Recherche en Ergonomie Cognitive
https://www.onera.fr/fr, bruno.berberian@onera.fr

Profil recherché :
- Etudiant(e) en Master 2 de Neurosciences, Sciences Cognitives, STAPS ou Psychologie.
- Bonnes connaissances des méthodologies expérimentales et statistiques.
- Candidat(e) dynamique, motivé(e) et autonome.
- D'autres types de profils pourront être considérés selon les compétences.

Candidature : Envoyer par mail à Ouriel Grynszpan et Bruno Berberian un CV, une lettre de motivation et les relevés de notes de M1 et M2 disponibles.

Références :
Grynszpan, O., Sahaï, A., Hamidi, N., Pacherie, E., Berberian, B., Roche, L., & Saint-Bauzel, L. (2019). The sense of agency in human-human vs human-robot joint action. Consciousness and Cognition, 75, 102820.
Haggard, P. (2005). Conscious intention and motor cognition. Trends in Cognitive Sciences, 9(6), 290‑295.
Obhi, S. S., & Hall, P. (2011). Sense of agency and intentional binding in joint action. Experimental Brain Research, 211(3‑4), 655‑662.
Sahaï, A., Desantis, A., Grynszpan, O., Pacherie, E., & Berberian, B. (2019). Action co-representation and the sense of agency during a joint Simon task: Comparing human and machine co-agents. Consciousness and Cognition, 67, 44-55.
Silver, C.A., Tatler, B.W., Chakravarthi, R., & Timmermans, B. (in press). Social Agency as a continuum. Psychonomic Bulletin & Review. doi.org/10.3758/s13423-020-01845-1

Contexte de travail

Ce projet de thèse se déroulera au sein du groupe AMI (Architectures et Modèles pour l'Interaction) du LISN (Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique) en collaboration avec l'unité Ingénierie Cognitive et Neurosciences Appliquées de l'ONERA (Office National d'Etudes et de Recherche Aérospatiales). Le LISN est le Laboratoire Interdisciplinaire des Sciences du Numérique, ex LIMSI (Laboratoire d'informatique pour la mécanique et les sciences de l'ingénieur), de l'Université Paris-Saclay. L'ONERA est le premier acteur français de la recherche aérospatiale. L'équipe ICNA, basée sur la base militaire de Salon de Provence, vise à intégrer les connaissances issues des sciences cognitives au contexte de l'aéronautique, notamment à la compréhension des mécanismes cognitifs impliqués dans le pilotage de systèmes complexes (avion, hélicoptère, drone, …).

Contraintes et risques

Aucun

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