Exemples d'Activité de Recherche du groupe

• THEME 1 - IMAGE, TRAITEMENT DU LANGAGE ET COGNITION SPATIALE
• THEME 2 - COMPRÉHENSION DE TEXTES ET ACQUISITION DE CONNAISSANCES

Les travaux du Groupe s'appuient sur une démarche théorique et une méthodologie qui sont celles de la psychologie cognitive expérimentale et qui donnent leur spécificité aux opérations menées par le Groupe au sein du LIMSI. L'objectif des membres du Groupe est de rendre compte des processus par lesquels les individus traitent l'information extraite de leur environnement et en construisent des représentations utilisables dans leurs conduites. Les connaissances acquises sur la construction de représentations mentales à partir du traitement du langage sont mises au service des travaux pluridisciplinaires menés dans le laboratoire sur les formes naturelles et artificielles de l'intelligence et sur la communication homme-machine.

THÈME 1 : IMAGE, TRAITEMENT DU LANGAGE ET COGNITION SPATIALE

M. Denis, M. Bollaert, S. Chalmé, M. Cocude, M.-P. Daniel, E. Deyzac, G. Fernandez, S. Fontaine, O. Ghaëm, P.E. Michon, Y. Pigenet

Les travaux menés sur ce thème portent sur les interactions de l'image et du langage dans la construction de représentations mentales de configurations spatiales. L'étude de ces interactions est particulièrement importante pour rendre compte des processus de communication entre agents cognitifs (naturels ou artificiels) appelés à échanger des connaissances sur leur environnement spatial. Nos expérimentations sur la génération d'images mentales à partir de descriptions verbales se sont étendues à des situations expérimentales dans lesquelles nous mettons en évidence la compositionalité des durées d'exploration mentale. La rédaction, avec S. Kosslyn (Harvard), d'un article-cible nous a permis d'établir un bilan critique approfondi de vingt ans de recherche sur l'exploration mentale. Par ailleurs, le travail de modélisation impliquant la comparaison d'images générées à partir d'entrées perceptives ou d'entrées linguistiques a été mené à son terme, sous la forme de la thèse soutenue en 1998 par M. Bollaert.

L'analyse des processus cognitifs et des stratégies linguistiques mises en oeuvre dans la description de configurations spatiales s'est poursuivie. Un paradigme a été développé en vue d'étudier les processus d'activation différentielle (comparables aux processus de focalisation en perception visuelle) pendant la lecture de textes décrivant les déplacements d'un personnage dans un environnement spatial complexe. Les résultats confirment la plus grande accessibilité des objets situés dans les régions de l'environnement traversées par le personnage. Sur ce thème, un travail de thèse est en cours et des collaborations sont engagées avec M. de Vega (La Laguna), sous la forme d'un projet Picasso, et M. Rinck (Dresde), sous la forme d'un projet Procope.

L'investigation des processus cognitifs mis en oeuvre dans la description d'itinéraires et dans l'aide à la navigation continue d'occuper une place majeure dans notre programme expérimental. Nous poursuivons le recueil de corpus de descriptions dans des environnements variés (campus, environnements urbains) et la classification des propositions issues de leur analyse. Nous avons mis en évidence la robustesse de la structure des descriptions produites dans des situations contraintes (par exemple, lorsque le sujet doit produire une description concise) et nous avons engagé une étude sur la production de descriptions en situation collective. Une thèse CIFRE avec la RATP porte sur la description d'itinéraires au sein du réseau du métro parisien. Par ailleurs, dans une collaboration avec J.-L. Nespoulous (Toulouse), nous utilisons la description d'itinéraires comme indicateur des dysfonctionnements de la cognition spatiale dans différents tableaux neuropsychologiques (lésions pariétales, lésions frontales, maladie d'Alzheimer). Cette recherche est soutenue par un contrat du GIS Sciences de la Cognition.

Les études de validation utilisent des tâches de compréhension et de mémorisation. Une thèse DGA est en cours sur ce thème, avec une comparaison des effets d'une activité d'imagerie impliquant une prise de perspective en survol ou en trajet. Une nouvelle thèse, ainsi qu'une collaboration avec R. Logie (Aberdeen), soutenue par une convention CNRS - Royal Society, doivent permettre de mesurer l'effet de tâches secondaires (faisant appel à la mémoire de travail visuelle ou verbale) sur le traitement des descriptions d'itinéraires. Nous étudions également les conditions cognitives du traitement d'informations signalétiques combinant des éléments verbaux et iconiques. Ces travaux fournissent un ensemble de spécifications utilisables par les concepteurs de systèmes informatisés d'aide à la navigation. C'est le cas notamment à travers une nouvelle thèse conduite dans le cadre d'un contrat de recherche avec le département R&D de Bouygues Telecom.

Une recherche conduite en coopération avec PSA Peugeot Citroën nous a permis d'étudier les dialogues de navigation entre pilote et copilote à bord d'un simulateur de conduite, avec un intérêt particulier pour les dialogues survenant à l'approche des carrefours. Cette recherche, menée avec X. Briffault (du Groupe Langage et Cognition), s'inscrit parmi les travaux coordonnés par la Plate-Forme Multimodale du LIMSI et fait l'objet d'un contrat avec le GIS Sciences de la Cognition. Une thèse vient d'être engagée sur la planification des trajets automobiles, en collaboration avec une équipe d'ergonomes de l'INRIA (F. Détienne et W. Visser).

Enfin, la poursuite de notre collaboration avec le Groupe d'Imagerie Neurofonctionnelle de B. Mazoyer (GIP Cyceron, Caen) nous permet de recueillir, à l'aide de la tomographie par émission de positons, des données originales sur les régions cérébrales impliquées dans la représentation mentale de scènes visuelles. Nos données attestent la mise en activité d'un réseau occipito-pariéto-frontal dans des activités d'imagerie générées à partir d'entrées uniquement verbales. Le séjour de S. Kosslyn dans nos laboratoires a permis de conduire une expérimentation sur le rôle du cortex visuel primaire dans la génération et l'inspection d'images visuelles à haute résolution. D'autres travaux, auxquels est associé A. Berthoz (Collège de France), portent sur la simulation mentale de déplacements dans des environnements appris par navigation ou bien à partir d'une carte. Les résultats révèlent l'implication de la formation hippocampique dans la simulation mentale des déplacements. Une nouvelle recherche examine l'activité cérébrale accompagnant la visualisation mentale d'environnements décrits soit en perspective trajet, soit en perspective survol, selon la distinction introduite par B. Tversky. Ces travaux sont menés dans le cadre de deux thèses et avec le soutien d'un contrat du GIS Sciences de la Cognition.

THÈME 2: COMPRÉHENSION DE TEXTES ET ACQUISITION DE CONNAISSANCES

J.-P. Rossi, B. Boutanquoi, C. Brunschweiler, R. Bussone, N. Campion, M. Cornuéjols, A. Guha, J.-F. Le Ny

Les activités du thème 2 sont centrées sur l'acquisition de connaissances au moyen de textes écrits. Dans ce cadre, les recherches portent sur l'activation du sens et l'organisation des réseaux sémantiques, les inférences nécessaires à la compréhension et leurs modes d'élaboration, les systèmes d'argumentation et leur compréhension. Après le départ de M.-D. Gineste et de V. Scart-Lhomme, les études sur l'analogie et la métaphore ont été abandonnées.

Un premier ensemble de sept recherches ayant donné lieu à une soutenance de thèse (M. Cornuéjols) a porté sur l'organisation et les systèmes d'accès au réseau sémantique. Le but des recherches était de préciser si le mot écrit et le dessin activaient le même réseau sémantique. Une première recherche mettant en oeuvre la technique d'amorçage sémantique a montré qu'en utilisant les tables d'associations verbales, les dessins, au contraire des mots, ne provoquaient aucun amorçage sémantique. L'explication de ce résultat a été trouvée dans le fait que le système associatif verbal différait du système associatif imagé. Un dessin amorce les associés qui lui sont spécifiques. L'analyse détaillée des résultats indique que dessins et mots activent des associés différents dans les mêmes conditions temporelles. Une étude en cours reposant sur l'enregistrement de l'onde P400 doit permettre de préciser les relations entre réseaux activés par les mots et réseaux activés par les dessins. Une dernière recherche a porté sur l'activation provoquée par des symboles figuratifs. Les premières données indiquent que cette catégorie de stimuli est aussi efficace que les mots. Si ces données étaient confirmées, elles éclaireraient le statut de cette catégorie de matériel.

Une recherche a été consacrée au petit ensemble du lexique qui, par contraste avec les mots << normaux >> dont le locuteur connaît à la fois la forme et la signification, est constitué des mots que le sujet connaît sans connaître leur signification. Trois expériences de décision lexicale ont été menées avec F. Cordier et J.-M. Daillet (Reims). Elles ont montré que les temps de décision sont plus courts pour les mots dotés d'une signification connue que pour ceux dont la signification est ignorée. Ces résultats ont de fortes implications pour les modèles de l'accès au lexique et le rôle de la modularité en ce domaine.

Enfin, l'étude des réseaux associatifs essentiellement centrée sur les noms communs a été généralisée aux verbes et aux mots composés (<< chapeau-melon >>). Les résultats d'une première expérience indiquent que les mots composés constitués de deux noms communs activent le sens aussi bien associé au mot composé qu'à chacun des composants. A l'opposé, pour les mots composés verbe-nom, seul le sens associé au nom est activé. L'activation du sens des mots composés ne se fait que pour les mots composés dont le sens est inférable à partir de la signification des deux constituants. Les mots composés nom-nom dont la signification est inférable sont identifiés plus rapidement que les mots composés nom-nom dont le sens n'est pas inférable.

Les problèmes posés par les mots composés comprenant un verbe ont amené à construire une table d'association des verbes. L'analyse des données indique que les associés des verbes sont essentiellement de type argument correspondant au prédicat. Une classification en fonction du type d'argument donné préférentiellement est en cours.

La comparaison des tables associatives élaborées à partir de noms communs désignant des objets (outils, meubles, aliments, animaux...), de verbes, de mots complexes et de dessins d'objets permet de dégager des principes d'organisation du système associatif qui sont testés au moyen d'expériences d'amorçage sémantique et sont l'objet d'une modélisation connexionniste en cours d'élaboration.

Les études sur les inférences dites optionnelles, c'est-à-dire n'intervenant ni dans la structure causale ni dans la cohérence, ont été poursuivies. Elles ont montré que les connaissances du lecteur activées par le texte sont maintenues en mémoire le temps qu'elles soient jugées nécessaires à la compréhension. Sur cette base, les inférences optionnelles ont un statut particulier puisque les recherches indiquent qu'elles sont l'objet d'une activation transitoire qui peut être confortée ou au contraire supprimée. La reprise dans le texte ou les techniques de rhétorique permettant la mise en relief sont des facteurs de renforcement.

L'étude des structures causales s'est poursuivie. Après la description des différentes chaînes, les recherches ont porté sur le rôle des éléments constitutifs. Les premières données indiquent que le statut psychologique de chacun des éléments de la structure causale varie. Elles tendent à valider la classification faite a priori. Le rôle des connaissances est déterminant dans l'importance attribuée à chaque élément de la chaîne causale.

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