Ingénierie des connaissances pour les jeux sérieux et principales

Transcription

INGÉNIERIE DES SERIOUS GAMES – A. YESSAD
Ingénierie des connaissances : Facette 1
Cadre conceptuel : 6 facettes de
la conception des jeux sérieux
Ingénierie des connaissances
pour les serious games
A. Yessad
Laboratoire d’Informatique de Paris 6
[email protected]
(inspiré des cours de R. Bachelet)
1
2
Ingénierie des connaissances : Facette 1
1
Cadre conceptuel : 6 facettes de
la conception des jeux sérieux
Introduction et définitions
Première facette : Définition du
référentiel du domaine
Compétences : connaissances,
aptitudes et capacités
Liens : précédence,
composition, spécialisation, etc.
Acteurs : experts du domaine,
ingénieurs de la connaissance
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Introduction
Introduction
Faire expliciter et modéliser des connaissances
– Tâche difficile
• Conduire les gens à définir comment et pourquoi ils font ce qu’ils font
• Lutter contre la résistance des experts
– Les experts de niveau intermédiaire résistent
– Les « vrais » experts sont peu disponibles
– Les experts ne sont pas nécessairement d’accord entre eux
héritière des systèmes experts
• connaissances dans la tête des experts
• écriture des règles de l'expert
• système expert (déduction / analyse)
Acquisition des connaissances : Goulot d’étranglement
des SE
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Génie cognitif
Introduction
Comment faciliter ce processus d’explicitation des connaissances ?
Types de problèmes rencontrés
– De type cognitif
• modélisation des connaissances
• Les langues naturelles ont les défauts de leurs qualités
– Elles sont redondantes
– Elles contiennent beaucoup de « non dit »
– De type psychologique
• sentiment de l’expert d’être dépossédé
• La compréhension entre personnes n’est jamais acquise
– Un même mot n’est pas nécessairement interprété/compris de la
même manière
– De type organisationnel
• Disponibilité de l’expert
• Volonté du décideur
• Motivation des utilisateurs
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Concevoir des méthodes
» Venant du génie logiciel
» Venant de la psychologie
Proposer des outils
» Aide à l’extraction de connaissances
Grâce à des éditeurs spécialisés
» Aide à la modélisation
Grâce à des bibliothèques de modèles génériques de tâches
Former des personnes spécialisées
Naissance du génie cognitif
Apparition du métier « d’ingénieur de la connaissance » ou « cogniticien »
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Objectif du génie cognitif
Acquisition des connaissances
Représentation des connaissances d’un domaine en vue
de la résolution d’un problème
• On appelle « Acquisition des connaissances » l’ensemble
des actions réalisées pour recueillir, construire et organiser
ex: diagnostique médical, recherche de champs pétrolifères,
conception d’une voiture, etc.
les connaissances nécessaires à la mise en œuvre de SBC
• Les besoins
2 besoins / étapes:
Langages pour exprimer, formaliser et implémenter ces connaissances
– Acquérir et Représenter les connaissances
(simuler la mémoire)
– Raisonner pour répondre aux questions ou résoudre
un problème (simuler l’intelligence)
Des méthodes et des outils
Intégration dans l’architecture des systèmes d’information et dans le cycle
de vie des systèmes informatiques
travail d'acquisition = goulet d'étranglement
9
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Système expert vs. SBC
Connaissance
• Système expert : résoudre des problèmes dans un
domaine d'application à la place d’un expert.
• Continuum : donnée, information, connaissance
• donnée : … --- … ( en morse )
• information : SOS
• connaissance : en cas d’alerte,
déclencher les secours
• Système à base de connaissances (SBC) : exploiter une
base de connaissances pour assister des tâches.
• La connaissance permet de produire de nouvelles données,
informations, connaissances : inférence
• Systèmes experts < Systèmes à base de connaissances
(SBC)
tout système informatique utilise de la connaissance, mais
dans un SBC celle-ci est explicitement représentée
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Connaissance
donnée, information, connaissance
– les données codent l'information (signaux)
– l'information est une interprétation de la donnée
– La connaissance est une information activable
– l’information est une connaissance en transit
– la connaissance peut s'exprimer dans des systèmes
symboliques suivant des conventions
– le sens n'existe que pour ceux qui peuvent l’interpréter
Interprétation
Structuration
nous identifions et interprétons l’information,
les machines, non
13
14
Les questions de l'IC
IC : domaine pluridisciplinaire
• intelligence artificielle, fouille de données, traitement automatique du
langage naturel
• Quels modèles prévoir en amont des bases de
connaissances ?
• programmation (orientée objet, logique)
• Quels langages et formalismes pour décrire les modèles ?
• systèmes d'information & documentaires
(internet, hypertexte et web)
• Comment construire les modèles nécessaires à une
application, selon quelles étapes et avec quels outils ?
• génie logiciel
• Comment passer du modèle à l’application ?
• interfaces Homme-Machine
pluridisciplinarité technologique
• Que devient le modèle en phase de maintenance ?
15
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• Recherche d'Informations (Web, Intranet)
• Linguistique (Langage naturel, Terminologie)
– Veille technologique
– Ingénierie documentaire
• Logique (Raisonnement, Logiques formelles)
• Aide à la décision (médecine, management)
• Psychologie
– Modèles de raisonnement humain
– Méthodes de recueil des connaissances
• Aide à la conception (ex: projet CEA)
– Mémoire de projet
– Gestion de la qualité
• Ergonomie (IHM, approche utilisateur)
• Pédagogie & Enseignement
• Formation (ex: Télé-enseignement)
• Philosophie ( ontologie)
• Imagerie et multimédia
• Sémiotique (Signes et représentations)
• Travail collaboratif médiatisé
• Sociologie & Anthropologie (collectif)
– Multi-expertise
– Equipes / Entreprises virtuelles
pluridisciplinarité large
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nombreux domaines d'application
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Cycle vie SBC
Cycle de vie d’un SBC
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20
Cycle vie SBC
Cycle vie SBC
Conception : acquisition de connaissances, traitement du langage
naturel, formalismes, méthodologies
• Besoins : analyse par scénarios,
(2)
(1)
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22
Cycle vie SBC
Cycle vie SBC
Diffusion : identifier, publier, annoncer, standards & normes
Utilisation : applications quotidiennes, tâches routinières (trouver,
veiller, combiner, analyser, réutiliser, suggérer etc.), inférences,
interfaces.
(3)
(4)
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24
Cycle vie SBC
Cycle vie SBC
Evaluation : c.f. besoins + traces et analyse des usages, métriques,
dimension collective
Évolution : c.f. conception + version, cohérence, vérification et
dépendances
(6)
(5)
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Cycle vie SBC
Identification du problème
1) Y a-t-il réellement une expertise ?
Gestion : comme tout projet logiciel
De quelle nature est-elle ?
Quels types de raisonnements sont utilisés ?
2) Qui sont les experts ?
Sont-ils disponibles ?
Sont-ils favorables à la démarche ?
Sont-ils d'accord entre eux ?
(7)
3) Quels sont les utilisateurs ?
Quels sont leurs besoins ?
Quel type d'interface est-il souhaitable ?
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Sont-ils favorables à la démarche ?
Identification du problème
Acquisition de connaissances (1)
• Faire expliciter et modéliser des connaissances
• Comment les problèmes se posent-ils ?
– Tâche difficile
• Conduire les gens à définir comment et pourquoi ils font
ce qu’ils font
• Lutter contre la résistance des experts
• Quelles sont les informations initiales nécessaire pour démarrer
l’expertise ?
•
Quels sont les facteurs pertinents à déterminer ?
•
Ces facteurs sont-ils des connaissances sûres ?
•
Les valeurs sont-elles imprécises ? incertaines ?
•
Peut-il y avoir des informations absentes contradictoires ?
– Les experts de niveau intermédiaire résistent
– Les « vrais » experts sont peu disponibles
– Les experts ne sont pas nécessairement d’accord
entre eux
Acquisition des connaissances : Goulot d’étranglement
des SI
• Quelles sont les différentes tâches ? les étapes ?
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Acquisition des connaissances (3)
Acquisition de connaissances (2)
3
Schéma du MC
2
PB
1
Construction du
schéma MC
Acquisition dirigée
par les données
Expertise partielle
MC « complet »
Instanciation
du schéma MC
• techniques de recueil
• matière première & pistes de structuration
• points communs
–
–
–
–
–
Opérationnalisation
du système
éviter les freins tout en évitant le trop plein
éviter les biais tout en évitant la dispersion
garder les traces et surtout les sources originales
considérer les intéressés et pas seulement les utilisateurs
impliquer les intéressés dans l'analyse
4
Conception du SBC
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Entretiens
Cycle de recueil
• non structurés: discussion informelle avec acteur/intéressé
défricher, prendre la température, se faire une idée du domaine
• structurés: questions préparées, ordre et sujets à aborder fixés
clarifier un point, préciser ou valider des résultats, approfondir
• semi-structurés: alterner une ou plusieurs fois le structuré et le
non-structuré: modélisation au vol, flashback et clarifications
• dans tous les cas…
– privilégier les points d'entrée naturels
– privilégier le contact humain (éviter téléphone, etc.)
– s'adapter aux profils (timide, bavard, extraverti...)
– faites parler l’autre
33
34
Observation
• Brainstorming (remue-méninges)
– Technique de production d’idées (créativité) qui se pratique
en groupe
– Trouver des solutions à un sujet fixé : problème / décision à
discuter
• appel aux contributions sans restriction
• rebondir pour de nouvelles idées
– 4 phases: constitution du groupe, définition de la question,
collecte des idées, sélection des solutions applicables
– Rôle: animateur, secrétaire
• choisir une situation et une méthode
– espionnage sans prévenir (pas très moral mais résultats
non biaisés ; ex : usage labs)
– en contact avec l'intéressé sur le lieu de travail
– simulation ou reconstitution en laboratoire (risque de biais)
• focalisation de l'observation
– les personnes & taches (avec / sans commentaire)
– les objets (outils & matériel)
– l'environnement (réseau d’accointance, infrastructures,
etc.)
• pré-recueil (par ex. documents) / après autre méthode
35
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Analyse de documents
Questionnaires
• informelle: indexes, documents
de référence, échantillons
// entretiens non structurés
• recueil pratique, concis, peu coûteux mais
– élaboration délicate: tester, valider avant diffusion
– intelligibilité des questions par rapport au publique
préparer avec une 'personne cible'
– ordre et formulation des questions (risque de biais)
• questions libres: récolter des réponses rédigées,
– élaborées, riches / dépouillage coûteux
• analyse formelle
– recherche de structures définitionnelles
– recherche de structures relationnelles
• passage à l'échelle pour les textes
– analyse statistique
– approche et outils TIA (Terminologie et IA)
• QCM: focalisé, rapide, outils existants / limitant
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Approche terminologie et intelligence
artificielle (TIA)
• accès aux connaissances à travers la langue naturelle
Formalisation des connaissances
• Utiliser des outils (semi-)automatiques sur des corpus:
– Index structurés, thesaurus, terminologies
– Intranet, documents électroniques
– Structures utilisée pour les moteurs de recherche
• Corpus choisi en fonction du domaine et de
l’application visée (la tâche)
39
40
Les cartes conceptuelles:
vers une formalisation des connaissances
Objectifs d’une carte conceptuelle :
Objectifs d’une carte conceptuelle :
1.
2.
3.
4.
5.
Représenter et organiser l'univers d’une question de départ,
d'un texte…
Fournir une image plus «parlante» pour l'esprit, quand le
langage écrit et oral atteint ses limites.
Faciliter l'apprentissage et l'appropriation de concepts difficiles
Travailler en groupe et communiquer ses idées en public
Premier pas vers la représentation des connaissances en
machine
1.
2.
3.
4.
5.
Deux types de cartes :
–
–
Représenter et organiser l'univers
d’une question de départ, d'un texte…
Fournir une image plus «parlante» pour
l'esprit, quand le langage écrit et oral
atteint ses limites.
Faciliter l'apprentissage et
l'appropriation de concepts difficiles
Travailler en groupe et communiquer
ses idées en public (outil de partage)
Premier pas vers la représentation
des connaissances en machine
Deux types de cartes :
en graphe = Carte ou schéma conceptuel / Concept map
en arbre = Carte heuristique / Mind map
en graphe = Carte ou schéma conceptuel /
Concept map
en arbre = Carte heuristique / Mind map
41
Diapositive reprise du cours de Rémi Bachelet
42
Évaluer une carte conceptuelle
Analytique
Logico-déductif
abstraction
langage
synthétique
global
action
images
Hierarchisés général
Pas d’oubli important
Regroupés par équivalence
interconnectés
bien sélectionnés
générique (transférable)
Bien organisés
double portée
sont
Concept(s)
Cerveau gauche + droit
concept(s)
Perçu(s) par
Représentation graphique
si
et si
Bonne carte conceptuelle
1 individu ou +
est
Explication du contexte
ont
composée de
sollicite
spécifique
=
=
relations
Fonctionne en mode
pertinents
et si
Carte conceptuelle
liens
=
sont
bien repérés
causalité
Permet de
dépasser les limites descriptives
du langage parlé et écrit
Ce qui favorise
peut être
compréhension
Deux
conditions
mémorisation
nature du lien
Schéma équilibré
subordination
exemple
attribut
créativité
43
Schéma par Caroline Verzat, diapositive reprise du cours de Rémi Bachelet
Pas d’oubli
important
explicitent
Qualité visuelle
Structurer / hiérarchiser
un grand nombre d’infos
pertinents
Couleurs, gras, encadrés, images…
faisant ressortir la structure
Schéma par Caroline Verzat, diapositive reprise du cours de Rémi Bachelet
condition
….
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Structures des cartes
Aspect général d’une carte basique
« étoile »
« chaîne »
Acquisition de
connaissances
cloisonnées
« réseau »
Raisonnement
séquentiel et causal
Interconnexion
des concepts
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45
Énoncé d’une proposition:
élément de connaissance
Concept (un nom)
Mot de liaison (un verbe)
Propositions
(unités de sens)
Concept (un nom)
Deux propositions
1) Les ondes transportent de l’information
2) Les ondes transportent de l’énergie
Diapositive reprise du cours de André Laflamme
Exercice à rendre
... affecte ...
... cause ...
... contredit ...
... dépend de ...
... est associé avec ...
... est ...
... est composé de ...
... est un intrant de ...
... est un phénomène de ...
... est un symptôme de ...
... est une condition pour ...
... est une conséquence de ...
... est une manifestation de ...
... est une partie de ...
... est une propriété de ...
... inclus ...
... influence ...
... produit ...
…
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Construire une carte conceptuelle sur un sujet qui vous
intéresse (les réseaux informatiques, l’art plastique, la crise
financière, le cours SBC, les transport en Ile de France…)
48

Ingénierie des connaissances pour les jeux sérieux et principales

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