Interaction intelligente par coordination sans communication préalable entre des agents logiciels et des êtres humains dans le cadre de tâches complexes impliquant une criticité des situations.

Résumé

Cette thèse contribue à la modélisation de l'interaction humain-machine intelligente, en considérant un système multi-agent d'assistance dans le cadre de la réalisation coopérative d'une ou plusieurs tâches complexes. Nous abordons une problématique portant sur un mécanisme de coordination dans un système humain-machine en tant que modèle d'interaction entre un ou plusieurs opérateurs humains et un ou plusieurs agents logiciels d'assistance. En particulier, nous considérons un système interactif dans lequel une tâche complexe impliquant une criticité de la situation nécessite une coopération entre humain(s) et agent(s) logiciel(s). Le modèle d'interaction proposé est fondé sur la théorie des jeux. Ainsi, chacun des participants est modélisé comme un joueur qui joue à chaque itération d'une manière dynamique. Nous avons caractérisé les êtres humains par leur niveau d'expérience et leur niveau de charge de travail à chaque itération du jeu. Pour les agents logiciels, certaines règles d'expertise sont exploitées. Ils peuvent prendre des décisions en fonction de la situation et des valeurs des variables mises en jeu : coopérer ou non coopérer. Pour les êtres humains, ils peuvent prendre n'importe quelle décision à un moment donné en fonction de leur expérience et de leurs habiletés. Les agents logiciels doivent aider les êtres humains via la coopération ou bien laisser ces derniers à travailler d'une manière autonome, au profit d'une disponibilité pour une autre tâche. Grâce à la matrice de jeu et l'équilibre de Nash, chacun des agents logiciels peut intervenir ou bien s'occuper d'une autre tâche en optimisant ainsi ses interventions. Cette approche nous permet de considérer ainsi un système sensible au contexte, que ce soit au niveau de l'utilisateur ou des contextes de l'environnement d'interaction. Pour l'étude de cas, nous avons développé un simulateur de trafic construit sur la base d'un modèle de trafic disponible dans Netlogo, un environnement de modélisation pour le développement de système multi-agents, utilisant le principe de la simulation participative. Le simulateur réalisé permet de faire interagir des êtres humains et des agents logiciels dans le cadre du contrôle de trafic à travers des feux de signalisations. Dans un premier temps, nous avons considéré un seul humain et un seul agent assistant. Ensuite, deux êtres humains et un agent assistant ont été considérés. Enfin, une étude a mis en jeu deux êtres humains et deux agents assistants. L'analyse des résultats à l'issue de l'exécution du simulateur pour les trois études des cas montre l'intérêt et la faisabilité de notre modèle. Ces premiers résultats prometteurs permettent aussi d'étudier l'efficacité des agents et des êtres humains dans le cadre de la réalisation collaborative d'une tâche complexe. Plusieurs pistes pour des recherches futures sont maintenant envisagées.

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