Etude sur la définition et la modélisation de l’émotion

Dans le cadre du projet EmotiRob, ce stage de Master, inspiré parl’aspect psychologique de l’interaction humane, vise donc à faire une étude sur lechangement de l’état émotionnel au cour

MEMOIRE DE STAGE DE FIN D’ETUDES

Master de Recherche Mention Informatique Spécialité Intelligence Artificielle et Multimédia

Etude sur la définition et la modélisation de l’émotion

Table des matières

1 Introduction

1.1 Thérapie assistée par robot

1.2 Expérimentations avec Paro

1.3 Project EmotiRob

1.4 Stage de Master

1.5 Structure du mémoire

2 Revue de la bibliographie

2.1 Etudes sur la définition de l’émotion humaine :

2.2 Etudes sur de récents modèles calculatoire des émotions

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 conversationnel animé

2.2.5 2.2.6 Argumentation and Dialog

2.3 Conclusion

3 Modèle d’émotions de EmotiRob

3.1 Théories de références

3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 Intégration des caractéristiques du processus émotionnel dans GRACE

3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.3 GRACE par rapport aux modèles informatiques récents

4 Objectif et validation d’une instance de GRACE

4.1 Objectif de l’expérimentation

4.2 Scénario de validation

4.3 Fonctionnement de l’instance réduite de GRACE

4.4 Données en entrées

4.5 Mise en œuvre

4.5.1 4.5.2 4.6 Conclusion

5 Conclusion et perspectives

6 Annexe 6.1 history.txt

Je tiens particulièrement à remercier professeur Dominique DUHAUT, monresponsable de stage, pour l’encadrement, l’aide, les conseils utiles etl’environnement de travail très chaleureuse qu’il m’a donné pendant toute la durée

du stage

Je tiens également à remercier Sabine LETELLIER-ZARSHENAS, pour sonexplication très clairement des nouveaux concepts, ses aides, ses commentaires etses discussions qui ont fait progresser mon travail

Je voudrais remercier tout le personnel du laboratoire VALORIA etparticulièrement l’équipe du projet EmotiRob pour leur accueil chaleureux

J’adresse mes sincères remerciements à tous les professeurs de l’IFI, qui sontquelquefois très sévères, pour m’avoir enseigné et me donné les cours intéressantspendant mes études au niveau master Je profite de cette occasion pour direremercier à tous les personnels de l’IFI qui m’ont apporté de l’aide

Finalement, je voudrais remercier ma famille, mes parents et mes amis qui sonttoujours près de moi et m’ont apporté le courage dans les moments difficiles

RésuméPlusieurs études antérieurs ont prouvé que la thérapie assistée par robot est utile

non seulement en tant que des moyens d'interaction entre les enfants et les thérapeutes,mais également en leur apportant un genre d'affection ou d'attention Le projetEmotiRob se situe dans cette tendance en visant à concevoir un robot compagnie pourles enfants fragilisés ou pour les enfants devant subir un séjour long

à l’hôpital Dans le cadre du projet EmotiRob, ce stage de Master, inspiré parl’aspect psychologique de l’interaction humane, vise donc à faire une étude sur lechangement de l’état émotionnel au cours de cette interaction Cet objectif cherche

à répondre à la question : qu’est-ce qu’une émotion ? En regardant les étudesantérieures des philosophes et des psychologues, on trouve qu’il n’y a pas deconsensus sur la définition de l’émotion De l’autre côté, les travaux informatiques,ceux qui nous sont plus proches, proposent eux-mêmes des modèles différents Parconséquent, on restreint l’objectif du stage à l’étude sur la définition et sur lamodélisation de l’émotion

Le travail du stage consiste à proposer une définition de l’émotion, à vérifier sagénéricité et réaliser une instance réduite de cette définition pour pouvoir valider

au fur et à mesure la pertinence des éléments importants dans la composition de cemodèle de l’émotion

Mots clés : Emotion, définition de l’émotion, modélisation de l’émotion, modélisation des robots de compagnon.

AbstractMany anterior researches have proved that the Robot Assisted Therapy is useful

not only in term of interaction means between children and their therapist but also inbringing them a genre of affection or attention In the same tendency, the projectEmotiRob aims at designing a robot companion for impaired children or for childrenhaving to undergo lengthy hospital stays Inspired from psychological aspect of humaninteraction and enduring in the ambition of project EmotiRob, this stage aims at studythe change of emotional state during this interaction This goal drives us to thefollowing question: what is an emotion? In studying the anterior researches of severalphilosophers and psychologists, we found that there is no consensus on definition ofemotion On the other hand, the researches in informatics, which seem to be closed toours, proposed themselves different models Therefore, the goal of stage is nowrestrained into a study on the definition and modeling of emotions

The work of this stage consists of proposing a definition of emotions, verifying itsgenerality and then realizing a simple instance of this definition in order to be able

to validate the pertinence of the definition step by step

Key words: Emotion, emotion definition, emotion modeling, robot companion construction.

Liste des figures

Figure 1 - Architecture de FLAME 21

Figure 2 - Composant émotionnelle du modèle FLAME 22

Figure 3 - Architecture de ParleE 23

Figure 4 - Architecture du modèle d'émotions de Kismet 25

Figure 5 - Réseaux dynamiques de croyance du modèle Greta 26

Figure 6 - Architecture de EMA 27

Figure 7 - Architecture de GALAAD 28

Figure 8 - Typologie de la théorie d'Ortony et al. 32

Figure 9 - Standard de personnalité MBTI (1985) 35

Figure 10 - Architecture de GRACE 37

Figure 11 - GRACE et FLAME 43

Figure 12 - GRACE et ParleE 44

Figure 13 - GRACE et les réseaux dynamique de Greta 45

Figure 14 - GRACE et EMA 46

Figure 15 - GRACE et GALAAD 46

Figure 16 - Fonctionnement de l'instance réduite de GRACE 50

Figure 17 - Affichage graphique du démo 54

1 Introduction

De nos jours, il existe un nombre croissant de recherche indiquant les nombreuxavantages que les animaux de compagnie offrent à des personnes, particulièrement

à des enfants et aux personnes âgées

Certains études ont prouvé que les animaux sont capables d'abaisser le pressionsanguine, réduisant le rythme du coeur et de respiration, montrant les changementspositifs dans des niveaux hormonaux, altitude d'humeur, et facilitation sociale accrue

[1].Etant donné ces bénéfices pour la santé et pour la société, la thérapie assistée

par animal (animal assisted therapy) est utilisée généralement pour le bénéfice

des enfants hospitalisés, ou des personnes âgées Malheureusement, les animaux dethérapie ne sont pas toujours à la disposition des patients dus aux allergies, aurisque de maladie, aux programmes de visites limités, ou à d'autres raisons Ainsi,pour fournir des prestations de santé, quand les animaux de thérapie ne sont pas

disponibles, les applications de type thérapie assistées par robot (également appelée robot rehabilitation ou la robotique de réadaptation) ont

récemment attiré l'attention des chercheurs en robotique

1.1 Thérapie assistée par robot

Les chats et les chiens ont la capacité d'améliorer les niveaux de confort despatients, la tension artérielle et d'autres facteurs L'utilisation des robots pourraitfaire la même chose tout en allégeant l’inquiétude du médecin concernant desinconvénients possibles venant des animaux, tels que le besoin d'alimentation etd'exercice L'utilisation d'un robot évite également la possibilité de négliger ouabandonner l’animal

Les robots peuvent offrir des avantages particuliers dans la thérapie à long termequi exige des exercices intenses et réitérées de mouvement Il est facile de voir queles robots peuvent exécuter uniformément et avec précision la même tâche sansêtre fatigués, enregistrer et s'ajuster sur les réponses du patient Les robots ontégalement un potentiel élevé pour la télé-réadaptation Avec le robot, un thérapeutepourrait théoriquement exécuter 10 sessions de thérapie en même temps, ouemployer une webcam pour fournir une thérapie à distance

D'autre part, ce genre de robot peut exécuter des tâches professionnels, comme desopérations de manipulation dans un environnement structuré (transport papier dans letravail bureautique, des méthodes d'essai dans le travail de laboratoire, etc.) et lesactivités de la vie quotidienne dans les environnements structurés et non-structurés, telsque jouer aux jeux, exécuter des tâches éducatives, manger, et aide aux tâches del’hygiène personnelle Ceci implique l'utilisation des robots d'une manière différentedes applications industrielles ó les robots fonctionnent normalement dans unenvironnement structuré avec des tâches prédéfinies, séparées à des opérateurshumains En outre, des robots industriels sont actionnés avec le personnelparticulièrement qualifié avec une certaine connaissance de la technologie Ceci peut

ne pas être le cas en robotique de réadaptation Ainsi, la robotique de réadaptations’apparente plus à la robotique de service qui intègre des humains et les robots dans lesmêmes tâches, exigeant certains aspects de sûreté et pour laquelle une attentionparticulière est donnée aux interfaces homme-machine Ces derniers s’adressent alors àdes personnes avec une basse connaissance de programmation ou des personnes avecdes problèmes physiques actionnant un dispositif de programmation spécifique Parconséquent, plus d'attention doit être prêtée aux conditions d’usage, car l'utilisateur estune partie du processus dans l'exécution de divers tâches

Le travail sur la construction de robot revient à fabriquer un dispositif fait pourplanifier l’exécution d’une tâche spécifique ou d’une série de tâches Lacomplexité de ces tâches, aussi bien que la quantité d'interaction humaineimpliquée, varient largement à travers l'éventail de robots, mais la plupart desrobots exigent au moins un certain degré d'interaction humaine pour accomplir destâches d’une complexité plus que moyenne Des robots sont utilisés dans unénorme champ d’applications, de l'industrie au divertissement en passant parl'entretien à la maison Le champ de la robotique de réadaptation est une directionmoderne pour la robotique, car les machines deviennent plus accessibles et leurscapacités d’aide à l’humain augmentent

Les avantages de la robotique de réadaptation sont nombreux Dans le paradigmecourant de la thérapie physique, beaucoup de thérapeutes travaillent souvent avec un

démarche du patient Un exosquelette robotique tient compte également d'unrégime plus cohérent de formation, avec le robot dépistant le progrès d'un patient etdécalant le niveau d'effort en conséquence, ou rendant des recommandations authérapeute humain en charge D’ailleurs, les robots de compagnons pourraientapporter le réconfort psychologique grâce à ses facultés de haute technologie et sonintelligence artificiellement construite Ces avantages donnent lieu donc àl’inauguration de plusieurs projets de recherche et de commerce qui vise àconcevoir des robots de compagnon comme : robot Probo d’un projet du groupe derecherche « Robotics and Multibody Mechanics » de l’Université flamande deBruxelles qui est soutenu par la Fondation Roi Baudouin (commencé en 2006) ; unprototype de robot nommé Pearl de l’équipe de recherche de l’Université deCarnegie Mellon et du Michigan (le prototype est présenté en 2005) ; robot Parodéveloppé par l’Institut national japonais des science et techniques industriellesavancées (AIST) (présenté en 2006) ; etc.

Alors, les robots sont une technologie croissante qui s’est avérée pouvoir relier lemonde physique et social de l’humain Le futur de la robotique de réadaptation esttrès passionnant, avec un certain nombre de technologies à l'étude qui promettentdes résultats bien plus efficaces Comme la technologie se développe, que les prixdiminuent, la robotique de réadaptation doit devenir populaire et se démocratiser

Le projet EmotiRob, cadre de mon stage, se situe dans le domaine du RAT Il adébuté par une expérimentation avec le robot Paro [2] et se prolonge par un projet

de recherche soutenu par l’ANR1

1.2 Expérimentations avec Paro

Beaucoup d'expérimentations avaient été effectuées dans le domaine de RAA :

Le

«Thérapie assistée par robot » Dans ce contexte le projet de T Shibata - dulaboratoire d'AIST au Tsukuba-Japon - a développé un phoque robot appelé « Paro »[2] Ce « Paro » a été expérimenté sur une population des personnes âgées vivant dansles maisons de retraite ou aux petits enfants devant subir des séjours prolongés dans leshôpitaux Le résultat de ces expériences a montré que les robots apportent

un confort aux gens (même si l'évaluation du niveau du confort reste objectivement

un problème très difficile)

Dans ce contexte le laboratoire VALORIA a mené une expérience à l'aide de robotsParo, prêtés par T Shibata, pour vérifier si la réaction/interaction avec les robotsdépendait du contexte culturel Les Français sont en général plus méfiants vis-à-vis desnouvelles technologies que les Japonais ne le sont L'expérience a eu lieu dans deuxendroits différents : Kerpape d'ó Paro a été employé par des thérapeutes avec lesenfants handicapés de 6 à 12 ans - certaines d’entre eux étaient en chaise roulant, etIMA ó Paro a été employé avec des adolescents (de 12 à 14 ans) ayant des troubles ducomportement dont des autistes Dans ces cas l'expérience prouve que Paro est utilenon seulement en tant que des moyens d'interaction entre les enfants et les thérapeutes,mais également en leur apportant un genre d'affection ou d'attention

Néanmoins, l’expérimentation a montré que beaucoup de problèmes doiventencore être résolus :

enfants avec des handicaps musculaire, l'autonomie du robot devrait êtreaugmenté, une meilleure manipulation doit être rendu disponible pour lesenfants manquant de force…

 du point de vue d'interaction : les enfants veulent parler au robot et être compris, le robot devrait donc pouvoir exprimer plus d'émotions

Basé sur ces résultats, les chercheurs du VALORIA ont travaillé afin de permettre

au robot d'exprimer plus d'expressions d'émotions sans devoir augmenter lenombre de degrés de liberté Une étude effectuée avec plus de 1600 personnes surInternet prouve que 6 degrés de liberté est un nombre acceptable pour exprimer lesémotions de base (joie, tristesse, peur, colère, dégỏt)

Le VALORIA ont proposé le projet EmotiRob à l’ANR afin de concevoir unnouveau robot qui garderait tous les dispositifs de base de Paro - capteurs, douceur,confort - tout en adressant deux questions principales :

 L’expression d'émotion : ceci est dans le but non seulement pourexprimer l'état émotif du robot mais aussi pour établir également un modèled'émotion interne qui devrait donner le robot un « sentiment humain ».

 La première est liée à des problèmes mécaniques : le robot doit être trèsléger, facile à prendre et à manipuler, plus que ne l’est Paro ; en outre, il doitdisposer d’une grande autonomie

 La deuxième relève de l’interaction homme-machine : le réconfortpsychologique que le robot peut fournir est lié à la qualité du lien affectifque l’enfant peut lui porter Il semble évident que ce lien peut êtreconsidérablement renforcé si le robot compagnon est doué d’un minimum

de capacités de compréhension de la parole humaine et s’il est capabled’exprimer des émotions en retour

Il convient donc de concilier les contraintes d’un robot léger et autonome à celles

de capacités de compréhension et d’expression

Dans le cadre du projet, une étude a été menée sur l’expression des émotions : ellesemble indiquer que six degrés de liberté suffisent pour qu’un visage exprime defaçon satisfaisante les six émotions fondamentales classiques Par ailleurs, lacompréhension automatique de la parole et le handicap sont des thèmes derecherche de notre laboratoire

Ainsi dans ce projet, il est prévu la réalisation d’un robot qui garde les qualitésfondamentales de Paro : animal peluche de contact agréable, présence de capteurs, etc

En fait, on a l’intention de produire un robot sur forme d’un ours en peluche Nousvoulons doter ce robot des capacités nécessaires de perception et de compréhension de

la langue naturelle pour qu’il puisse construire une représentation formelle de l’étatémotionnel de son interlocuteur Enfin, le projet comporte

également la conception d’un modèle des états émotionnels du robot et de leurévolution, afin de donner à ses réactions un caractère aussi naturel que possible.Par rapport à ce qui existe, une des spécificités du robot-peluche EmotiRob (Ours

en peluche) est de pouvoir réagir au comportement de l'enfant en simulant desémotions par les mouvements du corps, les traits du visage et par l'émission depetits sons simples Ce projet, centré autour de la détection, la simulation et laproduction d’émotions, se situe à l'interface de la robotique, de la communicationhomme-machine, de la psychologie, de la médecine et de la vision, etc

Il pose en particulier plusieurs problèmes scientifiques intéressants parmi lesquels :

 comprendre le langage d'un enfant qui parle à sa peluche et dans le même temps détecter son état émotionnel,

 doter le robot d'une capacité de réactions émotionnelles pertinentes,

 exprimer de manière intelligible des émotions par le robot,

 évaluer la qualité de l’interaction entre le robot et l’enfant qui revient à mesurer le niveau réconfort induit chez l’enfant

Ce dernier point, insistant sur l’impact d’un robot sur l’enfant, se révèleextrêmement difficile car il y a peu d’études de recherche portant sur le problème

de l’impact du robot sur l’enfant Ainsi, ce problème a été sous estimé lors de laconception du projet EmotiRob

1.4 Stage de Master

En revenant au problème d’évaluation de l’impact du robot sur l’enfant, il estnécessaire d’avoir une information sur ce qui se passe dans l’esprit de l’enfant, ouplus précisément, son état émotionnel Comme il est hors de question d’appareillerl’enfant (pour mesurer le pression sanguine ou compter le battement du cœur…), il

va falloir par une simple observation extérieure relevé des informations pertinentessur l’état émotionnel de l’enfant

Le problème du stage relie maintenant au concept de l’émotion En particulier, ce

Dans le cadre du stage nous développons dans un premier temps un premiermodèle d’émotion : GRACE La recherche a consisté d’abord en une étudebibliographique sur les émotions :

 A travers les travaux en psychologie et en philosophie sur les émotions chez l’humain (comme ceux d’Ortony, de Lazarus, de Scherer )

 A travers les travaux visant à construire un modèle calculatoired’émotions (les modèles existants comme robot Kismet de Breazeal, EMA

de Gratch et Marsella, FLAME d’El-Nars et al .),

Afin de justifier la pertinence du modèle, des expérimentations sur une premièreinstance du modèle GRACE ont été développées qui simulent le processusémotionnel d’un niveau très simple L’objectif de l’expérimentation est de voir si

un observateur, n’ayant pas de connaissance préalable sur le projet, peutreconnaître l’instance de GRACE comme caractérisant des émotions Si tel est lecas alors on peut considérer que cette instance est légitime

1.5 Structure du mémoire

Ce mémoire vise à rapporter ce que j’ai fait pendant mon stage au laboratoireVALORIA, université Bretagne-Sud sous la direction du professeur DominiqueDuhaut dans le cadre du projet EmotiRob

Le mémoire est divisé en cinq parties :

- La première partie consacre à l’introduction du sujet de stage C’est un

panorama sur le domaine de Thérapie assistée par robots, puis

quelques informations sur le projet EmotiRob dans lequel le sujet de stage

se trouve et enfin ce que le sujet demande

- La deuxième partie présente l’étude bibliographique que j’ai faitecomprenant les définitions de l’émotion proposées par les philosophes etpsychologues (§2.1); les modèles informatiques récents qui modélisentl’émotion pour les applications diverses (§2.2) Cette partie conclut enfinqu’il n’y a pas de consensus sur la définition de l’émotion

- Alors, dans la troisième partie, après avoir explicité quelques modèles

de référence issus de la bibliographie, nous présentons notre proposition : lemodèle GRACE – Generic Robotic Architecture to Create Emotions Les

justifications sont aussi données pour montrer la généricité de notre

définition de l’émotion par rapport à ce qui existe (§3)

- La mise en œuvre et la validation de notre modèle sont abordées dans lapartie de l’expérimentation (§4) En fait, dans le cadre du stage, je n’ai puprogrammer qu’une partie de ce modèle (on l’appelle une instance réduite

de GRACE) L’idée de validation est de tester la pertinence du modèle defaçon ascendante Ceci signifie que l’on va faire l’expérimentation à partir

du module le plus simple jusqu’au plus complexe Cette instance réduitesert donc valider une première partie qui n’intègre que trois émotionsélémentaires : joie, peur, tristesse avec deux types de personnalité

- La dernière partie (§5) contient bien entendu les conclusions etdiscussions sur le travail réalisé A nouveau les travaux réalisés serontrepris et les problèmes restants à propos du sujet seront aussi relancés

- Le rapport se termine avec l’annexe (§6) et les références (§7) ó sontdes informations additionnelles concernant les données du programme etles liens vers les documents consultés au cours de mon travail

2 Revue de la bibliographie

Dans le but d’évaluer la qualité de l’interaction entre le robot et l’enfant qui revient

à mesurer le niveau réconfort induit chez l’enfant, on se retrouve dans le problème

de mesurer ce niveau réconfort Cet aspect de réconfort relie à l’état émotionnel del’enfant Le problème maintenant est la définition de l’émotion Qu’est-ce qu’uneémotion ? Cette dernière question attire beaucoup d’attention des chercheurs pourtrouver un accord sur une définition suffisamment générale de l’émotion humaine

2.1 Etudes sur la définition de l’émotion humaine :

Depuis très longtemps, l’émotion humaine est la source de beaucoup de recherchesscientifiques sur le problème de sa définition et de sa composition A l’origine,l’émotion est une notion de l’esprit Elle est donc bien analysée et bien étudiée parles physiologistes et les psychologues [4] Au cours du temps, plusieurs recherchesont prouvé que les activités humaines sont beaucoup influencées par l’étatémotionnel Cette évidence donne lieu à la naissance de l’intégration de l’aspectd’émotion dans la recherche concernant les activités quotidiennes de l’humain, ycompris par exemple la communication, la négociation, l’apprentissage, lesactivités commerciales, etc D’ailleurs, diverses applications informatiques dansces domaines de psychologie, de neurologie, de biologie évolutionnaire, et voire enéconomie visant en fait à améliorer la performance de l’interaction homme-machine ne cesse à augmenter son importance Il est naturel pour les informaticiens

de chercher les nouvelles approches qui leur permettent d’améliorer la performance

de leurs programmes Quelques-uns parmi eux arrivent enfin au problèmed’intégrer l’aspect émotionnel dans son programme et ce dernier entraînel’identification de ce qu’est une émotion ? Comment pourrait-on la décomposer ?Cela est aussi le problème que nous rencontrons dans ce stage Nous avons décidédonc de consulter les recherches sur la définition de l’émotion, notamment destravaux de quelques psychologues (et aussi quelques physiologistes) car ce sontpeut-être, de notre avis, des analyses appuyant sur le principe et sur le mécanismefonctionnel de l’émotion (tandis que les autres s’intéressent plutôt à l’influence del’émotion sur un aspect particulier) Nous présentons ci-dessous une petitesynthèse sur les travaux physiologiques, psychologiques et aussi philosophiquesqui nous intéressent dans le cadre du sujet

Par la recherche d’une définition pertinente de l’émotion, les scientifiques ontétudié la relation de l’émotion avec différentes notions existantes Il y a eu desphilosophes qui concevaient l’émotion dans la topologie de l’esprit,particulièrement dans sa relation avec l’état du corps, ou avec la motivation et avec

la croyance et des désirs Il y a eu des travaux qui affirmaient que les émotions ontune structure intentionnelle ou objet intentionnel Les émotions peuvent également

se définir en étudiant la relation avec la perception, la cognition, les actionsquotidiennes et aussi les connaissances du soi Enfin, les émotions sont aussianalysées dans le rapport avec la moralité et la rationalité

Tandis que ces sont des travaux importants et ne cessent à développer, il estdifficile, voire impossible à avoir un accord entre les chercheurs pour unedéfinition complète de l’émotion

La table ci-dessous (inspiré de [4]) présente une synthèse de quelques travauxphilosophiques et psychologiques qui ont proposé des définitions avec desarguments intéressants :

Généralement parler, les définitions proposées ci-dessus sont assez différentes On pourrait

retrouver les notions souvent apparues comme le contexte, l’intention, l’interaction

sociale, les choix stratégiques, la croyance, le désir, la motivation, les processus internes, les changements anormaux, l’expérience, ou l’action du corps, etc Chaque proposition a ses propres arguments Chacune a sa propre raison Mais

enfin, qu’est-ce qu’une émotion ? Pourrait-on avoir une définition satisfaisante qui, soit englobe tous les notions abordées auparavant, soit contient seulement des éléments essentiels ? La réponse à cette question n’est pas si simple Nous allons donc dans notre travail faire un compromis de ces travaux en concevant notre propre définition de l’émotion qui nous permet de bien intégrer dans notre projet EmotiRob.

Pour plus de détail, veuillez voir la section 3 qui présente notre définition proposée

2.2 Etudes sur de récents modèles calculatoire des

émotions

En vis-à-vis des travaux de psychologie pour avoir une connaissance théorique desémotions, nous avons étudié aussi les travaux informatiques pour avoir une vueplus fonctionnelle et pour obtenir un modèle fonctionnel qui nous sembleintéressant En fait nous avons regardé les modèles récents, depuis 1999

2.2.1 FLAME – Fuzzy Logic Adaptive Model of Emotion

Le modèle FLAME [5] d’El-Nasr et al proposé en 1999 est un modèle informatiquedes émotions basées sur l'évaluation d'événement Il incorpore quelques composantsd’apprentissage pour augmenter l'adaptation pour la modélisation des émotions Ilemploie également un composant de filtrage d'émotion, qui tient compte des états demotivation, pour résoudre des émotions contradictoires FLAME emploie des règles de

la logique floue pour faire un mapping de l'impact des événements sur des buts à desintensités émotionnelles L'agent de FLAME emploie une valeur prédéfinie derécompense pour l'impact de l'action de l'utilisateur sur le but d'un agent

En fait, le modèle FLAME contient trois composants : composant émotionnel,composant d’apprentissage et composant de prise de décision

Figure 1 - Architecture de FLAME

L’agent d’abord perçoit l’événement externe dans l’environnement Ces perceptionssont ensuite fournies au composant d’apprentissage et aussi au composant émotionnel

Le composant émotionnel va traiter ces perceptions ; additionnellement, elle utiliseaussi quelques sorties du composant d’apprentissage, y comprise des

associations événement-but et des désirs, à produire un comportement émotionnel.

Ce comportement est ensuite retourné au composant de prise de décision pourchoisir une action La décision est prise selon la situation, l’humeur de l’agent,l’état émotionnel et le comportement émotionnel ; action choisie sera lancée auprès

de cette décision

Figure 2 - Composant émotionnelle du modèle FLAME

Le composant émotionnel est présenté dans la figure ci-dessus Dans cette figure,les boîtes représentent des processus différents dans ce composant L’informationest passée d’un processus à l’autre comme présenté dans la figure Les perceptionssur l’environnement sont d’abord évaluées Le processus d’évaluation consiste dedeux étapes séquentielles Premièrement, le modèle d’expériences détermine quelsbuts seront affectés par l’événement et le degré d’impact que cet événement a surces buts Deuxièmement, les règles de mapping calculent un niveau de désirabilité

La mesure de désirabilité, une fois calculée, est passée au processus d’évaluationpour déterminer le changement de l’état émotionnel de l’agent Une émotion (ou unmélange d’émotions) sera déclenchée utilisant la mesure de désirabilité Cemélange est ensuite filtré pour produire un état émotionnel cohérent Puis, l’étatémotionnel est passé au processus de sélection de comportement Les critères desélection sont la situation actuelle, l’humeur de l’agent et l’état émotionnel L’étatémotionnel est en fait abaissé éventuellement et ré-alimenté au système pour lesprochaines itérations.

2.2.2 ParleE – Adaptive Plan Based Event Appraisal Model of

Emotions

Proposé en 2002 par Bui et al., ParleE [6] est un modèle quantitatif, flexible etadaptatif des émotions pour un agent conversationnel dans un environnementmulti-agent ayant la capacité de communication multimodale ParleE évalue desévénements basés sur l’apprentissage et sur un algorithme probabiliste deplanification ParleE modélise également la personnalité et les états de motivation

et leur rôle pour déterminer la manière dont un agent éprouve l'émotion

Figure 3 - Architecture de ParleE

A l’entrée d’un événement, un Emotion Impulse Vector (EAV) est généré en

évaluant cet événement utilisant les règles proposées par le modèle d’Ortony et al

basé sur le but, le plan et les standards de l’agent Un EIV contient les valeurs del’impact de l’événement sur les émotions L’EIV est puis utilisé pour mettre à jour

l’Emotion State Vector (ESV), qui contient des valeurs représentant l’intensité

des émotions

Le Emotion Appraisal Component prend l’événement, la personnalité, le plan, et

les modèles des autres agents comme entrée pour produire l’ESV en sortie Le

Planner produit un plan pour acquérir le but de l’agent Il calcule aussi la probabilité d’acquérir ce but Cette probabilité est utilisée par l’Emotion Appraisal Component pour calculer l’EIV L’Emotion Component prend l’EIV et les états

motivationnels comme entrée et produit en sortie le vecteur d’émotions actualisées

Cette composant coopère aussi avec l’Emotion Decay pour produire les émotions abaissées L’Emotion Decay calcule comment une émotion est abaissée Ce

composant prend en compte aussi l’influence de la personnalité sur le changement de

l’émotion D’ailleurs, le Model of other agents est utilisé pour générer les émotions Desire-other (le désir vers la fortune des autres agents).

La personnalité utilisée dans ce modèle est le modèle de personnalité de Rousseau[7] classifié selon les différents processus qu'un agent peut effectuer : perception,raisonnement, apprentissage, décision, action, interaction, indication, et sensation -tout en relevant de l’émotion Cependant, le modèle manque des spécifications del'influence exacte des émotions sur le processus de planification D'ailleurs, le

composant les modèles des autres agents semble rendre le modèle pas aussi

flexible que les auteurs ont supposé

2.2.3 Kismet - robot avec les émotions artificielles

Ce modèle tend à établir une interaction entre un robot, Kismet [8], et un humaininspirant la relation entre les parents et leur enfant dans les premièrescommunications Cynthia Breazeal qui a proposé ce modèle d’émotions en 2002 asitué son approche dans l'architecture basée-agent : les différents composants dusystème fonctionnent en parallèle et s'influencent mutuellement

Figure 4 - Architecture du modèle d'émotions de Kismet

Ce modèle a été expérimenté avec 5 émotions de base (colère, dégỏt, peur,tristesse, joie) et trois celles additionnelles (surprise, intérêt, et excitation) Puisque

ce modèle a inspiré la relation entre les parents et les enfants, la personnalité n'a pasété modélisée

2.2.4 Greta – La dynamique de l’état affective dans un agent

conversationnel animé

En visant à établir une interface de humain-ordinateur, basée sur un agentconversationnel animé, C Pelachaud et I Poggi ont proposé en 2003 le modèleGreta [9] Leur modèle d’agent inclut deux composants étroitement en corrélation :

dynamique pour la mise à jour : ceci inclut des composants à long et à courtterme (personnalité et émotions), la manière qu'ils sont déclenchés et ils sedélabrent avec le temps, la manière dont l'agent décide de se cacher ou deles manifester, la manière de sélectionner les ‘médias’ du corps pour les

manifester (regard fixe, voix, visage) Les réseaux dynamiques de croyance avec des buts pondérés sont le formalisme utilisé à ce but ;

 une traduction de l'état cognitif de l'agent dans une expression de visage qui utilise les divers canaux disponibles (direction de regard fixe,

forme de sourcil, direction principale et mouvement de la tête, etc.) Ceciexige de résoudre les situations contradictoires qui surgissent pour calculerl'expression finale : les divers signaux recouvrent les uns avec les autres, unmasque d’un signal sur l’autre, ou un signal sera intensifié ou désintensifié,

et ainsi de suite

Figure 5 - Réseaux dynamiques de croyance du modèle Greta

Quoique d’avoir mis en application de la personnalité dans leur modèle, cettenotion a semblé ne pas être décrite clairement En outre, la relation concrète entre

la personnalité et l'émotion ou les influences de l'émotion sur l'esprit de Greta nesont pas vraiment identifiées

2.2.5 EMA – EMotion and Adaptation

Dans leur recherche, J Gratch et S Marcella avaient développé un modèle

réponses cognitives et comportementales, en particulier des réponses de coping.

L'état mental courant d'EMA est représenté avec une structure mentale complexe,appelée Interprétation Causale (Causal Interpretation en anglais), conçue pourunifier en une architecture/structure simples tous les besoins d'un agentémotionnel Cette interprétation causale est établie de trois parts causalementliées : l'histoire causale (le passé), le monde courant (le présent) et le réseau destâches (le futur) Cette interprétation causale tient compte de beaucoup de facteursaffectant des émotions comme le plan, la croyance, les désirs, les intentions, lesprobabilités et les utilités des événements

Figure 6 - Architecture de EMA

En modélisant EMA, les auteurs ont basé sur la théorie d'Ortony et al au sujet del'évaluation d'événement, de la théorie de Lazarus au sujet d'évaluation et de

coping Le modèle a été implémenté et employé pour écrire l'application ó les

gens peuvent agir l'un sur l'autre avec les humains virtuels par le langage natureldans les arrangements sociaux à haute pression Cependant, les auteurs n'ont pasmodélisé de la personnalité dans le modèle d'EMA

2.2.6 GALAAD – GRAAL Affective and Logical Agent for

Argumentation and Dialog

Proposé en 2005 par Carole Adam et al., GALAAD [11] est aussi un agentconversationnel émotionnel dont l'architecture est basée sur les agents BDI, sur lesjeux de dialogue et sur les actes de langage Basé sur la théorie d'OCC surl'évaluation, l'agent GALAAD peut produire une émotion Cette émotion influence

alors les règles du jeu de dialogue et lance un processus de coping, qui est défini par Lazarus La stratégie de coping a pour but de maintenir les équilibres de

l'agent en diminuant l'intensité des émotions négatives ou sensibles qui pourraientcauser de mauvais effets sur son comportement

Figure 7 - Architecture de GALAAD

Quoi qu'il en soit, ce modèle n’est qu’un essai d'intégrer une vraie évaluation et

coping à l'architecture de l'agent conversationnel dans des jeux de dialogue, il n'a

pas tenu compte de la personnalité et des états de motivation dans le raisonnementd'émotion

Un autre modèle de Carole Adam est le modèle PLEIAD [12] qui semble être uneautre version de GALAAD Dans ce modèle, l'auteur a concentré à la manière de

mettre à jour la base de connaissance de l'agent en introduisant le module logique de

faciale et corporelle n'est pas manipulée du tout Comme GALAAD, PLEIADn'intègre pas de la personnalité à leur agent de BDI.

2.3 Conclusion

Jusqu’à maintenant, il n’y a pas de consensus ni sur la définition de l’émotion nisur la modélisation de l’émotion Les travaux en psychologie ont attaqué différentsaspects de l’émotion qui pourraient donner une vue plutôt complète sur l’émotion.Par contre, les informaticiens ont défendu des conceptions assez différentes del’émotion Ce dernier nous donne donc l’ambition de proposer, voire de définir, unmodèle des émotions qui est assez général pour pouvoir contenir tous les élémentsnécessaires de l’émotion étant abordé dans les travaux psychologiques, et qui estassez général pour pourvoir englober les travaux informatiques antérieurs

3 Modèle d’émotions de EmotiRob

A la recherche d’un modèle d’émotions général, il est indispensable de se baser sur lesthéories psychologiques convainquant En fait, il y a trois travaux qui nous tirent leplus d’attention, ce sont celui d’Ortony et al., celui de Lazarus et celui de Scherer Cestravaux englobent les éléments importants de l’émotion abordés dans plusieurstravaux De plus, ces travaux sont aussi analysés et utilisés dans les modèlescalculatoires d’émotions que nous avons vus dans la section précédente Ce qui estnouveau dans notre idée, c’est d’intégrer la personnalité dans notre modèled’émotions Nous trouvons que la personnalité joue un rôle très important dans lescomportements émotionnels de l’humaine En fait, dans notre vie la personnalité estincontestable, elle caractérise l’individu, elle influence la manière dont on perçoit,pense, agit et même la manière dont on s’adapte à la vie quotidienne

Dans cette section, nous voulons d’abord présenter en détail les trois théoriespsychologiques que nous référençons et aussi le standard de personnalité MBTIque nous voulons intégrer dans notre modèle d’émotions Ensuite le modèled’émotion proposé sera présenté ainsi que les justifications par rapport aux théories

de référence

3.1 Théories de références

Dans cette section, nous abordons quelques théories physiologiques qui influencent

la construction de notre modèle des émotions : la théorie d'Ortony et al sur

l'évaluation d'événement (event appraisal en anglais), la théorie de Lazarus au sujet d'évaluation (appraisal) et de faire face (coping en anglais), et

troisièmement la théorie de Scherer au sujet des processus émotionnels La section

se finira alors avec la théorie de Meyers-Brigg et Meyers sur la personnalité qui estimportante pour nous à concevoir le modèle

3.1.1 Theory of Ortony & al (1988)

Pour Ortony, Clore Collins [13], émotions sont des réactions valencées auxévénements, aux agents ou aux objets Ces événements, agents ou objets sontévalués selon les buts, les normes et les attitudes d'un individu