1 Module Cognition Naturelle « Interfaces, Cognition située et Gestions des connaissances »...
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1
Module Cognition Naturelle
« Interfaces, Cognition située et Gestions des connaissances »
Responsable : V. Lespinet-Najib
2
Organisation du module
3 UE de 20h
UE - Gestion des Connaissances : V. Lespinet-Najib, H. Sauzéon
& F. Tyndiuk
UE – Cognition Située : H. Sauzéon & F. Tyndiuk
UE – Interfaces et communication : V. Lespinet-Najib & F. Tyndiuk
3
UE - Gestion des Connaissances
- Organisation des connaissances et représentations – 10h
Enseignants : V. Lespinet-Najib & F. Tyndiuk
- Compréhension du langage naturel – 5h- Expertise et systèmes experts – 5h
Enseignants : H. Sauzéon & F. Tyndiuk
4
UE - Gestion des Connaissances
5
Plan
Introduction
I – Organisation des connaissances- modèle en réseaux hiérarchisés- conception prototypique- modèle de comparaison des caractéristiques- modèle en réseaux de diffusion de l’activation- (modèle ACT)
II – Représentations- image mentale- modèle mental- représentation schématique- (représentation propositionnelle)
6
UE - Gestion des Connaissances
« INTRODUCTION »
7
« La psychologie cognitive repose sur un concept central, celui
de traitement de l’information. Représentations et
connaissances constituent les contenus sur lesquels s’exerce
l’activité mentale. Procédures logiques et processus de calcul
caractérisent les traitements qui modifient les représentations
et permettent la construction des connaissances. »
Michel LAUNEY, 2004
Introduction
8
Tous les travaux en psychologie cognitive sont articulés autour
du concept de Traitement de l’information.
Origine travaux théoriques de l’Intelligence
Artificielle2 orientations :
Objets des traitements
Processus de traitement
InformationReprésentationConnaissances
LogiqueCalculIntégration verticale et/ouhorizontale
Introduction
9
Le concept de Représentation renvoie à la distinction classique
des linguistes (travaux de SAUSSURE, 1916) entre :
signifiantsignifié
La forme
Exemple : le mot, l’image
Le sens
Exemple : ce que désigne le mot, l’image
« quadrupède domestique de la familledes canidés »
« Chien »
Introduction
10
Représentation = contenus mentaux qui, au sens strict, correspondent
à des états transitoires de l’information en cours de traitement.
A l’issue de ce traitement, ces contenus mentaux sont conservés en
mémoire, de façon permanente sous la forme de connaissances.
Les connaissances ne sont donc que la forme terminale et stable des
représentations.
Introduction
11
UE - Gestion des Connaissances
I - Organisations des Connaissances
12
Introduction
Il s’agit d’expliquer de quelles façons sont organisées nos
connaissances sémantiques en mémoire à long terme.
Existe-t-il différents modes d’organisation de la mémoire
sémantique ?
13
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Quel intérêt a-t-on d’organiser nos connaissances ?
Expérience de BOWER et al. (1970) - 2 groupes de sujets :
- groupe organisé : on présente 112 mots classés en 4 catégories
sémantiques (minéraux, plantes, instruments, parties du corps).
Chaque catégorie est présentée de façon hiérarchisée.
- groupe aléatoire : les 112 mots sont présentés de façon
aléatoires dans les 4 réseaux hiérarchisés
14
Minéraux
Métaux Pierres
rares communs alliages précieuses maçonnerie
platine
argent
or
aluminium
cuivre
plomb
fer
bronze
acier
laiton
saphir
émeraude
diamant
rubis
calcaire
granit
marbre
ardoise
GROUPE ORGANISE
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
15
Minéraux
Arbres Pierres
membres muscles alliages fruitiers maçonnerie
rosiers
trombone
or
jambe
cuivre
violon
fraisier
érable
visage
laiton
piano
poirier
diamant
lèvre
guitare
granit
mains
ardoise
GROUPE ALEATOIRE
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
16
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Procédure
Les sujets devaient apprendre 1 réseau hiérarchique (soit 28
mots) pendant 1 minute (soit en condition organisée soit
aléatoire).
Puis, ils devaient rappeler l’ensemble des mots dans n’importe
quel ordre.
Il y a jusqu’à 4 apprentissages (phase d’étude puis rappel)
17
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
0
20
40
60
80
100
120
App 1 App 2 App 3 App 4
Organisé
Aléatoire
18
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
En conclusion
L’effet de l’organisation hiérarchique sémantique est très
important
sur les performances en mémoire.
C’est pourquoi, de nombreux auteurs ont proposé une
organisation de la mémoire sémantique en terme de réseau
hiérarchisé.
Le plus célèbre : modèle de COLLINS & QUILLIAN (1969)
19
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Ces auteurs voulaient répondre à la question suivante :
« Quel type d’organisation des mots en mémoire sémantique permet
à l’être humain de connaître et d’utiliser les mots comme il le fait ? »
QUILLIAN a mis en place un programme informatique de
compréhension du langage « Teachable Language Comprehender »
(ou TLC)
Ce programme pouvait comparer 2 mots entre eux au niveau de leur
signification en terme de similitudes et de dissemblancesEx : comparaison de « Plante » et « humain »
Réponse : 1 plante n’est pas un animal / l’humain est un animal
20
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Ces auteurs ont proposé une architecture en réseau hiérarchique avec les propriétés suivantes :
1.-Concepts sont des noeuds
2. Hiérarchie des concepts : supra-catégorie / catégorie / exemplaire
3. Principe d’économie cognitive : seules les propriétés les plus spécifiques sont classées avec les concepts. Il n’y a pas de répétition des attributs à chaque niveau
4. 2 propriétés : inclusion (« est un ») et propriétés (« possède »)
5. le temps de traitement correspond à la distance dans le réseau
21
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
3210800
1000
1200
1400
1600 vérification de propriétésvérification d'inclusion
Niveaux de propositions vraies
Temps de Réaction moyen (ms)
Un serin peut chanter
Un serin peut voler
Un serin a une peau
Un serein est un serein
Un serein est un oiseau
Un serein est un animal
Temps de Réaction moyen pour vérifier différents énoncés
22
- a une peau - peut se mouvoir - mange - respire
- a des ailes - peut voler - a des plumes
- peut chanter - est jaune
- a de longues pattes - est grand - ne peut pas voler
- peut mordre - est dangeureux
- est comestible - est rose - remonte les rivières
ANIMAL
REQUINAUTRUCHECANARI
OISEAU POISSON
SAUMON
Illustration d’une structure hypothétique de la mémoire sémantiqueReprésentant une hiérarchie à 3 niveaux
EXEMPLAIRE
SUPRA-CATEGORIE
CATEGORIE
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
23
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Rouge-gorge
Oiseau
Gorge rouge
Plumes
Animal
« est un »
« est un »
« a »
« a »
24
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Cette conception théorique considère la catégorie sémantique
comme un ensemble de traits distinctifs (ou propriétés).
L’appartenance à une catégorie est définie sur le partage de ces
traits
Exemple
canari et autruche appartiennent à la même catégorie car ils
partagent les traits du concept oiseau (a des plumes, a des ailes,
…)
25
I – Organisation des connaissances
Réseau hiérarchisé de la mémoire sémantique
Limites du modèle
Dans ce modèle, tous les exemplaires d’une catégorie sont traités de façon équivalente
Or il a été montré (travaux de RIPS et al., 1973) :
- Effet d’inversion des niveauxOn met plus de temps à vérifier l’énoncé « un cheval est un mammifère » que « un cheval est un animal »
- Effet de représentativité (ou typicalité)Certains exemplaires sont plus rapidement traités que d’autres :
« une baleine est un mammifère » temps = 1452 ms« un cheval est un mammifère » temps = 1246 ms
26
I – Organisation des connaissances
Conception prototypique
Ainsi, la notion de prototype, typicalité et de niveau de base ont été introduits (ROSCH, 1973)
Prototype : item le plus typique d’une catégorie et utilisé pour la représenter
Indice de typicalitéExemplaires les plus représentatifs d’une catégorie sont ceux qui ont le degré de typicalité le plus élevé.Normes de typicalité (cet indice dépend du contexte culturel et du niveau d’expertise)Exemplaires les plus typiques sont plus facilement traités et récupérés
Niveau de base : tous les niveaux hiérarchiques n’ont pas la même fréquence
d’utilisation
27
Propriétés
Degré de typicité
+
-
« Canari »
« Pigeon »
« Poule »
« Autruche »
Ex. Catégorie « oiseau »
I – Organisation des connaissances
Conception prototypique
28
I – Organisation des connaissances
Conception prototypique
La conception prototypique s’articule de la façon suivante :
1. organisation d’une catégorie (ex: oiseau) s’effectue autour d’un ensemble de propriétés communes à tous les membres de la catégorie
2. le prototype (canari) correspond à l’organisateur de toute la catégorie et se trouve à l’intersection
3. en périphérie, se trouvent les exemplaires les moins typiques
4. le degré de typicalité d’un exemplaire est déterminé par sa ressemblance avec l’élément prototypique
29
I – Organisation des connaissances
Conception prototypique
Notion de niveau de base
Les différents niveaux de catégorisation d’un item ne sont pas équivalents en terme de fréquence d’utilisation
Exemple
golden est plus facilement associé à pomme qu’à fruitLe niveau de base de golden est pomme
(tâche de catégorisation)
30
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
SMITH et al. (1974) en réponse aux critiques proposent un modèle de comparaison des caractéristiques.
Pour ces auteurs, un sujet quand il effectue une vérification d'énoncés sémantiques, il compare chaque concept entre eux.
Le concept est défini comme un ensemble de caractéristiques (propriétés), et le sujet effectue une comparaison entre ces ensembles de propriétés.
Il y a deux types de caractéristiques :- caractéristiques de définition- caractéristiques secondaires
31
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
- caractéristiques de définition
Caractéristiques nécessaires pour être un exemplaire d’une catégorie
Exemple : Oiseau = être vivant, avoir des plumes, avoir des ailes
- caractéristiques secondaires
Caractéristiques habituellement présentes parmi les exemplaires mais qui ne sont pas obligatoires
Exemple : Oiseau = capacité de voler, être d’une certaine taille
32
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
Il s’agit d’un modèle en 2 stades :
Stade 1 en 3 phases :
1- récupération des listes de caractéristiques (définition et secondaire) pour les 2 concepts (ex : oiseau et moineau)
2- comparaison des 2 listes
3- on obtient un indice X de similarité globale entre ces 2 concepts, on compare cet indice X par rapport à un critère "c" (seuil) déterminé par le sujet lui-même. Il y aura 2 seuils pour ce critère :
c0 = seuil en deçà duquel la réponse est négativec1 = seuil au delà duquel la réponse est positive
33
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
Objet physiqueVivantPlumesMobilesAvec plumesGorge rouge………
Objet physiqueVivantPlumesMobilesAvec plumes………
« Rouge-gorge » « Oiseau »
34
Ce critère (seuil) est très personnel, donc il y a une très grande variabilité individuelle.
Le temps de réaction sera très rapide pour 2 concepts où : X > c1 ou X < c0. (on ne passe pas par la phase 2)
Par contre si X est intermédiaire, le sujet doit effectuer une analyse beaucoup plus approfondie, c'est le stade 2.
Phase 2
La comparaison s'effectuera par rapport aux propriétés les plus essentielles (caractéristiques de définition)
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
35Réponse négative Réponse positive
Non appariement Appariement
STADE 2
Comparaison des caractéristiques de définition
c0 < X < c1 X > c1X < c0
STADE 1
« un canari est un oiseau »« un crayon
est un oiseau »
« une chauve-souris est un oiseau »
« une autrucheest un oiseau »
Comparaison des caractéristiques des deux termes
Présentation d’un énoncé
36
Intérêts
- effet de typicalité- effet taille de la catégorie (petite catégorie plus vite traitée, moins de caractéristiques) (Chien vs. Animal)
Limites
- Distinction entre caractéristiques de définition et secondaires difficiles pour certaines catégories (ex : fruits)- Les classifications de nécessitent pas toujours un calcul de similarité, on peut avoir stocké le lien direct entre les 2 concepts sans forcément les comparer
I – Organisation des connaissances
Modèle de comparaison des caractéristiques
37
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
En 1975, COLLINS et LOFTUS modifient leur modèle en 1 modèle non hiérarchisé.
Ce modèle met l'accent sur le processus par lequel 2 concepts sont mis en relation.
Les concepts sont toujours représentés par des noeuds. Ces noeuds sont reliés les aux autres par des links (liens).
Lorsque qu'en entrée on donne un concept à un sujet, celui-ci est activé et cette activation se distribue à travers le réseau.
38
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
Au sein de ce réseau, on retrouve 2 types de liens :
- de propriétés : cerise - rouge
- d’inclusion : roses - fleurs
Les relations de type associatif ont été rajoutées : pompier - feu
La diffusion d’activation s’effectue de façon automatique et en qql ms
L’expérience permet de faire modifier ces relations voire de rajouter de nouvelles associations.
39
véhicule
rue
automobileautobus
camionambulance
camion de pompier maison
feu
orange
rougejaune
vert
rosesviolettes
fleurs
cerise
poire
pomme
Illustration du modèle de distribution d'activation (Collins et Loftus, 1975)
40
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
La longueur des arcs (ou links) rend compte de la force d’association entre deux concepts
Exemple :
Rouge – feu : association forte
Rouge – cerise : association moins forte
Cette distance est pondérée par : typicité des items, fréquence d’utilisation, …
La propagation de l’activation diminue en fonction de la distance
41
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
Propriété de ce modèle : priming sémantique
1 expérience de KATO (1985)
on présente au sujet une liste de 48 paires de mots (sans sémantique), le sujet a pour consigne de mémoriser les mots de chaque paire.
ex de paires : - infirmière / dollar- rivière / pomme
Puis, les sujets sont divisés en 2 groupes au moment du rappel (phase de récupération).
42
Pour chaque groupe (1 et 2) on présente la moitié des paires avec un indice seul (ex : infirmière) et l'autre moitié des mots avec l'indice plus 3 lettres (infirmière / do.....r)
La différence entre les groupes :
- groupe 1 : les 3 lettres associés peuvent faire penser à un mot sémantiquement très proche du mot cible (do....r = docteur)
- groupe 2 : les 3 lettres ne peuvent pas faire penser à un mot sémantiquement très proche du mot cible (po....e pour pomme)
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
43
aucune trois0
20
40
60
80
100 Associé sémantiquementNon associé sémantiquement
nombre de lettre fournies
% de réponsescorrectes
Les 3 lettres ne les aident pas, beaucoup d’erreurs
Ils disent par exempledocteur et pas dollar
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
44
I – Organisation des connaissances
Modèle non hiérarchique : diffusion de l’activation
Ce phénomène permet d’expliquer le phénomène d’illusion de mémoire ou fausse reconnaissance
Paradigme de DEESE, ROEDIGER et McDERMOTT (1995)
ruchebourdonsoleilessaimguêpeours
Abeille
Diffusion de l’activation
45
I – Organisation des connaissances
Modèle ACT
Les différents modèles portent sur l’organisation de la mémoire sémantique en terme de classification de concepts.
ANDERSON (1976) propose un modèle ACT s’adaptant à une grande variabilité de tâches cognitives.
Ce modèle repose sur les bases du modèle de la diffusion de l’activation :
« connaissances sont stockées dans un réseau sémantique en différents nœuds interconnectés et l’activation peut se diffuser
à travers le réseau à partir des nœuds activés vers de nouveaux nœuds et d’autres chemins »
46
I – Organisation des connaissances
Modèle ACT
Protocole
26 phrases sont proposées aux sujets, ils doivent les étudier. Certains concepts sont présentés plusieurs fois (ex : hippie 3 fois) d’autres une seule fois (ex : cave 1 fois).
Puis dans la phase test : on présente des phrases vraies et fausses
Les sujets doivent répondrent VRAI ou FAUX
On mesure la vitesse de réponse
47
I – Organisation des connaissances
Modèle ACT
Phase Etude Phase Test
Un hippie est dans le parcUn hippie est à l’égliseUn hippie est dans la banqueUn capitaine est dans le parcUn capitaine est à l’égliseUne jeune fille est dans la banqueUn pompier est dans le parc……Un avocat est dans la cave
Phrases vraiesUn hippie est dans le parc (3-3)Un avocat est dans la cave (1-1)Une jeune fille est dans la banque (1-2)…
Phrases faussesUn hippie est dans la cave (3-1)Un avocat est dans le parc (1-2)Une jeune fille est dans la cave (1-1)Un capitaine est dans la banque (2-2)…
48
I – Organisation des connaissances
Modèle ACT
hippie
parc
banque
église
capitainepompier
Jeune fille
Effet fanL’augmentation du nombre de liens (ou arcs) accroît le temps de recherched’un chemin unissant deux concept parce que l’activation est divisée
« Un hippie est dans le parc » plus longen temps que « une jeune fille dans la banque »
49
UE - Gestion des Connaissances
II - Représentations
50
II – Représentations
Introduction
51
II – Représentations
Introduction
52
II – Représentations
Introduction
53
II – Représentations
Introduction
54
II – Représentations
Introduction
55
"carrefour"
II – Représentations
Introduction
56
II – Représentations
Introduction
57
II – Représentations
Introduction
Plusieurs catégories de représentation ont été proposées :
Image mentale
Modèle mental
Représentation conceptuelle : schéma et script
Représentation taxonomique (connaissances)
Représentation propositionnelle
58
II – Représentations
Introduction
Exemple : WESTEN (2000)
Quand on doit se rappeler un numéro de téléphone, trois modes de récupération au moins sont possibles :
1- consiste à avoir une image mentale du numéro en questionreprésentation imagée
2- consiste à prononcer mentalement, avec répétition, la série de chiffres
représentation verbale
3- consiste à reproduire un pattern de mouvements moteurs (représente une succession de frappes sur les touches du téléphone)
représentation d’actions
59
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Définition
« correspond à la représentation visuelle et/ou spatiale d’un objet
réel ou non »
L’image mentale possède de nombreuses propriétés de la
perception :
- traitement global : l’image faite d’un concept est perçue
comme un tout
- immédiateté : traitement à un moment donné
60
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Théorie du double codage (PAIVIO, 1969, 1991)
Face à un matériel verbal, un sujet peut le traiter de deux façons :
-Traitement imagé (HD) : créer une image mentale pour représenter
un mot
-Traitement verbal (HG) : effectuer des associations verbales avec le
mot cible
Le double codage d’un mot augmente l’efficacité du traitement.
Ainsi, la mémoire est améliorée lorsque les items peuvent être à la
fois représentés par des codes imagés et verbaux (représentation
bilatérale).
61
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Une expérience : PAIVIO et al. (1968)
2 catégories de mots étaient utilisées :
- Liste C : mots très imagés (concret) : jongleur, robe, lettre, …
- Liste A : mots peu imagés (abstrait) : effort, devoir, qualité, …
On présentait des 16 paires de mots, puis après un délai, les sujets
devaient rappeler le premier mot de la paire.
4 paires de mots étaient proposées : CC, CA, AC, AA
62
0
2
4
6
8
10
12
14
CC CA AC CC
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Moyenne totaleDes rappels
L’image mentale influence de façon très nette les performances
63
II – Représentations
IMAGE MENTALESi on demande par questionnaire quelle stratégie ils avaient utilisé
pour chacune des 16 paires de la liste.
Ils avaient le choix entre :
- aucune stratégie
- stratégie de répétition
- stratégie verbale (phrase, rime associant les deux mots …)
- stratégie d’élaboration d’images mentales
- autre stratégie
Les résultats montrent que Aucune et Autre sont rarement utilisés
64
0
0,5
1
1,5
2
2,5
CC CA AC CC
Image
Verbal
Répétition
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Nb moyende paires
65
II – Représentations
IMAGE MENTALE
Les principales opérations sur les images mentales :
- balayage visuelle ou exploration d’images mentales
- rotation mentale d’objets
66
II – Représentations
IMAGE MENTALE & balayage visuel
Travaux de KOSSLYN & POMERANTZ (1978)
Le temps nécessaire à l’examen d’une image (mentale ou
réelle) est proportionnel à l’éloignement des éléments qui
la composent.
Une carte représentant une île fictive est présentée au
sujet.
Une fois l’emplacement des éléments de l'île mémorisés par
le sujet (hutte, arbre, lac…), la carte est retirée de la vue du
sujet.
67
II – Représentations
IMAGE MENTALE & balayage visuel
68
Toutes les 5 secondes, le sujet doit se focaliser sur la représentation visuelle d’un objet de la
carte et appuyer sur un bouton une fois la représentation atteinte.
On détermine un point de départ la « plage » puis le sujet doit imaginer le parcours à faire
pour aller au « rocher » par exemple, puis du « rocher » au « marais », etc ...
II – Représentations
IMAGE MENTALE & balayage visuel
69
II – Représentations
IMAGE MENTALE & balayage visuel
Point de départ
Cible 1
Cible 2
70
Le temps requis pour se
déplacer d’une
représentation à l’autre est
proportionnel à la distance
séparant les objets réels (r
= .97).
II – Représentations
IMAGE MENTALE & balayage visuel
71
La rotation mentale s’apparente à la rotation qu’un objet réel
effectue.
Travaux de SHEPARD & METZLER (1971)
Les stimuli (des structures tridimensionnelles composées de cubes
joints) peuvent tourner sur un axe de rotation fixe dans un espace
en 3-D.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
72
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
Les stimuli
73
Les stimuli sont présentés par paire.
Le sujet doit déterminer si la paire est identique ou différente.
Le sujet est averti du début de l’essai par un stimulus sonore.
500 ms plus tard, une paire de stimuli lui est présentée.
Le sujet doit appuyer sur le bouton identique ou différent le plus
rapidement possible.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
75
Les éléments de la paire A
diffèrent de 80° dans leur
orientation sur un plan.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
76
Les éléments de la paire B
diffèrent de 80° dans leur
orientation en profondeur.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
77
Les éléments de la paire C
sont différents : aucune
rotation ne permet de les
faire correspondre.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
78
Les paires ont été présentées 1 600 fois à 8 sujets qui ont
répondu avec un pourcentage d’erreur de seulement 3 %.
Les temps de réaction ont été calculés pour les rotations
sur un plan et en profondeur.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
79
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
80
Les temps de réponse évoluent de façon linéaire en fonction de la
disparité angulaire (différence d’angle entre les deux stimuli).
Cette linéarité est obtenue chez tous les sujets avec différents types
de figures et pour les deux types de rotation.
Ces résultats suggèrent que le processus qui permet de comparer les
objets est de nature analogue à une rotation d’objet dans la réalité.
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
81
II – Représentations
IMAGE MENTALE & rotation mentale
La spécificité des représentations imagées est que les
opérations et transformations qui s’appliquent aux objets
physiques ont des conséquences identiques lorsqu’elles sont
appliquées en pensée aux objets mentaux.
Ainsi, la formation de représentations mentales qui héritent
des propriétés structurales des objets perçus.
82
II – Représentations
IMAGE MENTALE - conclusions
De nombreux auteurs ont essayé de montrer la similitude entre
image mentale et perception visuelle.
Est-ce les mêmes zones cérébrales qui sont activées ?
Travaux de GANIS et al. (2004) – équipe de KOSSLYN
Utilisation de la technique IRMf
20 sujets sains
83
II – Représentations
IMAGE MENTALE & conclusions
2 conditions
- 1 condition Imagerie mentale (doit imager l’item)- 1 condition Perception visuelle (voit un dessin de l’item)
Dans tous les cas, les sujets devaient effectuer un jugement sur l’objet :
« taller than wide » (+ haut que large)« wider than tall » (+ large que haut)« contains circulars parts »« contains rectangulars parts »« more on top » (plus vers le haut)« more on bottom » (plus vers le bas)
84
II – Représentations
IMAGE MENTALE & conclusions
Condition Imagerie mentale
« arbre » jugement
Condition Perception
« arbre » jugement
Temps de réaction
Temps de réaction
85
Régions frontales
86
Régions pariétales ettemporales
87
Régions pariétales etoccipitales
88
II – Représentations
MODELE MENTAL
Théorie des modèles mentaux proposée par JOHNSON-LAIRD
(1993)
Utilisée initialement pour la compréhension de texte,
raisonnement syllogistique. Pour cet auteur, une théorie
sémantique qui n’intègre pas la référence au monde est
insuffisante.
A pour objectif de décrire la manière dont le monde extérieur est
représenté dans le système de traitement.
« un modèle mental est une représentation interne d’un état de
choses du monde extérieur »
89
II – Représentations
MODELE MENTAL
De nombreux chercheurs en sciences cognitives considèrent que
le modèle mental est la façon naturelle par laquelle l’esprit
humain construit la réalité, en conçoit des alternatives, et vérifie
des hypothèses lorsqu’il est engagé dans un processus de
simulation mentale.
Les modèles mentaux renvoient à la représentation que le sujet
construit à partir de son expérience des objets et des situations.
90
II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
Homomorphes du monde Structure similaire à celle de la situation décrite par l'énoncé, donc correspond à des objets du monde. correspondance entre le monde réel et la représentation mentale.Réduction des données
Dynamiques ne reste pas tel quel, évolue pendant le traitement, d'où possibilité de modifier ou même de corriger un modèle mental, ce qui permet de simuler l'action. De plus reflète l'évolution du monde.
Par ex : au fur et à mesure de la lecture d’un texte
91
Constructives il n'est pas donné en soi, il est construit pour le besoin à un moment donné pour une interprétation ou compréhension d'un énoncé.Il n’existe pas a priori – pas en MLT
Provisoires en MCT (de travail), uniquement pendant l'interaction entre l'individu et le monde, c'est à dire pendant le traitement, a une vie limitéeEx : une fois le texte lu et compris le modèle mental disparaît
II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
92
II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
Le modèle mental se caractérise aussi par une réduction des données par rapport à la réalité.
Pour comprendre un texte, résoudre un problème, il n’est pas nécessaire de se représenter tous les détails possibles(économie cognitive)
2 principes :
- Activation sélective- Mise au premier plan
93
II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
Activation sélective – expérience de DENIS et Le NY (1986)
On présente au sujet une phrase puis un dessin qui illustre un détail de la scène, le sujet doit dire si ce détail appartient à la scène décrite par la phrase
« Fonçant vers le sol, les pattes en avant, l’aigle se saisit brusquement de la belette »
Le sujet répond plus vite pour dessin A (serres) que B (ailes)
Dessin A Dessin B
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II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
« Face à un large ciel, l’aigle prit son envol majestueux et lent »
Le sujet répond moins vite pour dessin A (serres) que B (ailes)
Dessin A Dessin B
Le lecteur est capable d’activer de manière sélective les traits figuratifs d’un concept en fonction du contexte linguistique qu’il a traité
95
II – Représentations
MODELE MENTAL - propriétés
Mise au premier plan
Il s’agit d’un processus dynamique qui suit la focalisation de l’attention sur les différentes entités traitées au cours de la compréhension.
La répétition de mots, l’ordre des mots, le décours temporel peuvent modifier le maintien ou le changement de focalisation.
Ainsi, certains éléments sont mis au second plan avec un degré d’activation faible.
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II – Représentations
MODELE MENTAL – exemples d’application
Représentation mentale des relations spatiales
Le couteau est devant le potLe pot est à gauche du verreLe verre est derrière le plat
Un texte à référence continue est facile à comprendre car le sujet ne construit qu’une seule représentation (modèle mental) de la situation décrite par la phrase et chaque nouvelle phrase ne fait qu’ajouter des informations
Le couteau est devant le potLe verre est derrière le platLe pot est à gauche du verre
Référence discontinue
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II – Représentations
MODELE MENTAL – exemples d’application
Dans le cas d’un texte à référence discontinue, les sujets se font un modèle mental pour la 1ère phrase puis un second modèle mental pour la 2ème phrase
Et enfin pour la 3ème phrase,
- Certains sujets reconstruisent un seul modèle mental (à l’aide des deux premiers, relient les concepts entre eux)
- d’autres construisent un 3ème modèle mental
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II – Représentations
MODELE MENTAL
DENIS et de VEGA (1993) proposent deux différences majeurs entre l’image mentale et le modèle mental
Image mentale Modèle mentale
Haut degré de précision(nombreux détails)
Relations visuo-spatiales uniquement
Peu de détails(réduction de données)
D’autres relations possibles (état émotionnel, paramètres
psycho-sociaux, …)
99
Autre approche a été proposée en terme de relations
associatives et repose sur une conception ancienne celle de
Bartlett (1932)
Schéma
- structure générale de connaissance qui fournit un cadre pour
organiser des regroupements de connaissances
- représentation cognitive qui spécifie les propriétés générales
d’un type d’objet, d’événement ou de structure
II – Représentations
Représentation schématique
100
II – Représentations
Représentation schématique
Rumelhart & Norman (1983) définissent 5 caractéristiques :
- comportent des variables ayant une valeur par défaut (ex :
acteurs, accessoires, …)
- ils peuvent s’emboîter les uns dans les autres
- ils représentent des connaissances à différents niveaux
d’abstractions
- représentent des connaissances plutôt que des définitions
- les différents éléments d’un schéma possèdent peu de
relations conceptuelles (ex : bol et céréales)
101
II – Représentations
Représentation schématique
Plusieurs formes de schémas :
- Schémas dits de situations (regroupant l’ensemble des
connaissances qui apparaissent dans cette situation)
ex : supermarché, cuisine
- Schémas d’évènements ou scripts (organisés sous forme
d’actions temporelles et séquentielles appelées épisodes)
ex : aller au restaurant
102
II – Représentations
Représentation schématique
Notion de typicalité
Il a été montré que certains éléments d’un schéma sont plus
typiques
(Vysokov, 1993)
Ex : café plus typique du schéma petit déjeuner que yaourt
Notion de hiérarchie
Consultation médicale
Visite chez le dentiste
Prise de rendez-vous Salle d’attente
103
II – Représentations
Représentation schématique
Un script
Spécifie les actions, les acteurs mais aussi les objets en jeu
But à atteindre
104
Ex. de catégorie schématique : bol, café au lait, croissants
Ex. de catégorie taxonomique : tartine, bifteck, sandwich
II – Représentations
Représentation schématique
105
Activités impliquées dans le script du restaurant (version simplifiée) Schank & Abelson, 1977
II – Représentations
Représentation schématique
106
Plusieurs épisodes composent le script du restaurant - Schank & Abelson, 1977
II – Représentations
Représentation schématique
107
Exemple du schéma « Maison »
II – Représentations
Représentation schématique
108
Scripts
Après la lecture du paragraphe suivant extrait d'Abelson (1981):
"John avait très faim lorsqu'il entra au restaurant. Il prit place à une table et remarqua que le
serveur était à proximité. Mais il s'aperçut tout d'un coup qu'il avait oublié ses lunettes pour lire."
Pourquoi John a-t-il besoin de ses lunettes?
II – Représentations
Représentation schématique
109
Le mot « restaurant » active une attente à propos d'un certain nombre d'événements prévisibles
(représentation de ces attentes stockées au niveau du schéma « restaurant »)
« restaurant » « script de restaurant »
II – Représentations
Représentation schématique
110
II – Représentations
Comparaison schémas et catégories
111
Réseaux sémantiques représentation taxonomique
Schéma, script, scène représentation schématique
Deux modes = possibilité de vicariance
II – Représentations
Comparaison schémas et catégories
112
II – Représentations
Représentation propositionnelle
Notion de proposition= expression construite sur la base de règles de syntaxes définies
« plus petite unité par laquelle une signification peut être traduite »« plus petite unité sur laquelle il est possible de dire "vrai" ou "faux » »
"Marie dit à Hélène qu'elle donne un dollar à Jean". Cette proposition peut être représentée ainsi:
Dire ((Marie), (Hélène), temps, Donner ((Marie), (dollar), (Jean), temps)
113
II – Représentations
Représentation propositionnelle
« John acheta quelques friandises parce qu’il avait faim »
JohnA faim
acheter
friandise
parce que
Objet
Relation
Sujet
ObjetAgent
Relation
SujetRelation
Proposition B
Proposition C
Proposition A
ANDERSON (1995)
114
II – Représentations
Représentation propositionnelle
Renvoie aux modèles de :
- Kintsch
- Anderson
115
Travaux dirigés
TD 1 – 3hArticle sur les modèles mentaux – JF. RichardComparaison de différentes formes de représentation
TD 2 – 1 hAssociation libre à partir de mots – mis en place d’un corpusForce d’association
TD 3 – 2hReprésentation graphique du réseau sémantique issu du TD 2
116
Divers : Concept d’Information
Emetteur Récepteur
Métaphore de la boite noire
Le traitement de l’information nécessite :
- organes de saisie de l’informations (capteurs, organes sensoriels)
- une ou plusieurs mémoires (stocker l’information de façon transitoire ou permanente)
- unité logique (assure le traitement)
- organes d’exécution (transforment le résultat de ce traitement en actions)
117
Divers : Concept d’Information
Analogie homme – machine
Quelle que soit la manière dont ces composantes sont
physiquement réalisées, c’est leur organisation fonctionnelle et
leur coordination temporelle qui déterminent l’ordre des
étapes du traitement et qui définissent les contraintes
logiques de fonctionnement du système.
Ce principe général du traitement de l’information est commun aux
êtres vivants et aux machines (même si matériellement très
différent).
Permet de faire un rapport entre Intelligence Naturelle et
Intelligence Artificielle
118
Le contenu des messages (ou informations) est transmis par
des signaux
modifications physiques propagées sur un canal de
communication
Divers : Concept d’Information
Exemple : - Neurotransmission chimiques au niveau du SNC
- Transmission électrique dans un système de télécommunication
119
La nature des signaux n’a souvent rien avoir avec celle du
message d’origine.
Divers : Concept d’Information
Exemple : - Neurotransmission chimiques au niveau du SNC
les influx nerveux qui circulent dans le système visuel sont de nature différente de
l’énergie lumineuse qui excite les cellules de la rétine
- Transmission électrique dans un système de télécommunication
les impulsions électriques qui transitent sur une ligne téléphonique sont différentes de l’énergie acoustique produite par la voix du locuteur (émetteur)
120
Le codage = traduire le message original en signaux ayant un
contenu informationnel
On distingue 2 types de codage
- codage analogique
- codage digitale
Divers : Concept d’Information
Le signal reproduit certaines caractéristiques de l’info initiale(fluctuations dans le temps, distribution spatiale, …)
Ex : un signal gravé sur un disque phonographique reproduit les variations de fréquence et d’intensité de la source sonore
L’info est traduite sous forme d’une série de signaux discrets, généralement de type binaire, qui la représentent comme une suite de nombre (0 0 1 0 1 1 …).
Ex : cellules « on » ou « off » dans le système visuel
121
Autre aspect du codage : manière dont l’info est représentée
Divers : Concept d’Information
- Représentation interne de type analogique(conserve les propriétés du stimulus qui constitue l’info d’origine)
- Représentation interne de nature symbolique(codée à partir d’un ensemble de symboles, comme les lettres, les mots, qui n’ont pas de rapport de similitude direct avec l’info d’origine)
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Divers : Concept d’Information
Exemple : - Système visuel
L’image d’un item est formée sur la rétine semblable à l’item et est transmise point par point jusqu’aux aires cérébrales centrales qui traitent les infos visuelles
représentation de type analogique
Puis, au niveau des aires cérébrales les différentes caractéristiques sont analysées (couleur, forme, relief, identification des objets, …)
représentation de type symbolique