SAM

Systèmes Auto-organisés Multimodaux: collaboration humain système autonome pour une tâche de co-création artistique.

🧑‍🎓 Candidate: à déterminer

Directeur de thèse: Vincent Rodin
Encadrants: Jérémy Rivière, Yann Glémarec

📍 Lab-STICC (CNRS UMR 6285), équipe INUIT , Université de Brest

Résumé du projet

Ce projet de recherche s’intéresse à la collaboration entre plusieurs utilisateurs et un système autonome auto-organisé dans un contexte de co-création artistique où l’humain partage la création avec un système autonome tout en restant responsable de l’œuvre réalisée. Il vise à définir un modèle de collaboration humain-système auto-organisé permettant de définir le partage des tâches et des responsabilités, les dynamiques de réallocation et, en particulier, les mécanismes de coordination et de transparence permettant au groupe de travailler ensemble en rendant visible et compréhensible le comportement de chacun des acteurs. L’illustration 1 (A) donne un exemple de scénario de collaboration où deux danseurs évoluent dans un même environnement (CAVE) permettant de simuler le système autonome et 1 (B) présente un système utilisé dans l’équipe pour interagir avec un système auto-organisé via des interacteurs tangibles. Le projet a également pour objectif d’améliorer la transparence du système autonome en expliquant l’origine des comportements collectifs, par la conception d’interactions naturelles et multimodales qui transmettent ces informations de manière interprétable et pertinente. A terme, il s’agit de favoriser la compréhension, l’anticipation et la coordination entre les utilisateurs et le système autonome, afin de soutenir des situations de co-création où les utilisateurs évoluent dans une collaboration humain-système autonome à initiative mixte.

Contexte

Les arts numériques (media art) se caractérisent par leur lien étroit avec les nouvelles technologies, qui transforment les modalités de création, de perception et d’interaction. Ils permettent ainsi de revisiter certains composants fondamentaux de disciplines artistiques existantes : par exemple, en danse, la présence physique peut être reconfigurée par des interactions à distance en réalité virtuelle, tandis qu’en composition musicale, les modalités d’interaction peuvent devenir virtuelles, distribuées ou intégrées à l’environnement. Dans ce cadre, les pratiques artistiques numériques mobilisent fréquemment plusieurs modalités d’expression, en combinant le geste, le son ou la lumière dans des processus de création partagés. Les travaux sur les interfaces expressives et les environnements interactifs se sont ainsi intéressés à la manière de soutenir la collaboration entre plusieurs participants, ainsi qu’à l’articulation entre outils, modalités et formes d’expression hétérogènes. Toutefois, la question de la collaboration avec un système autonome, en particulier lorsqu’il est auto-organisé ou fondé sur des comportements émergents, reste encore peu explorée. Or, de tels systèmes ouvrent de nouvelles perspectives pour la co-création artistique, en permettant d’envisager des formes d’interaction où le système devient un acteur à part entière du processus créatif. Dans ce contexte, ce projet de recherche s’intéresse à la conception de la collaboration entre des utilisateurs et un système autonome. Il vise plus particulièrement à étudier la gestion du niveau d’autonomie du système, l’adaptation des interactions et la coordination entre les utilisateurs et ce système, dans une perspective de co-création artistique. Cette complexité est encore accentuée lorsque plusieurs utilisateurs interagissent simultanément avec un même système autonome. Une telle configuration soulève en effet des enjeux spécifiques, notamment en matière de coordination entre participants, de gestion d’actions concurrentes, de résolution de conflits potentiels et de priorisation des interventions. Dès lors, l’interaction entre plusieurs opérateurs humains et un système auto-organisé composé de nombreux agents apparaˆıt comme une problématique encore largement ouverte.

Problématique

Les systèmes autonomes distribués, tels que les systèmes multi-agents ou les essaims robotiques, offrent des propriétés intéressantes en termes de robustesse et d’adaptation. Toutefois, leur nature décentralisée et leur comportement émergent rendent leur compréhension et leur contrôle difficiles pour les utilisateurs humains, en particulier dans des contextes collaboratifs impliquant plusieurs participants. Ces difficultés sont renforcées par des limitations telles que la latence dans la diffusion de l’information ou le manque de transparence qui compliquent l’interaction et la prise de décision. Ces deux problématiques sont abordées dans le cadre spécifique de la co-création artistique, qui constitue un terrain d’étude pertinent en raison de ses exigences en matière de coordination, d’interprétation et d’interaction en temps réel. Dans ce contexte, l’objectif du projet est de proposer un modèle de collaboration humain-système autonome permettant de concevoir des interactions naturelles et multimodales facilitant la co-création. Plus précisément, le projet poursuit trois objectifs principaux : (1) définir des modèles de partage des tˆaches et de modulation du niveau d’autonomie du système, (2) identifier et représenter les mécanismes d’auto-organisation afin de rendre le comportement du système compréhensible et transparente et (3) concevoir des interactions multimodales permettant de transmettre ces informations de manière efficace, en limitant la surcharge cognitive et en soutenant la collaboration entre utilisateurs. A terme, ces contributions visent à améliorer la compréhension, l’anticipation et la coordination dans les interactions humain-système autonome, et à favoriser l’émergence de formes de co-création dans lesquelles le système devient un acteur à part entière du processus artistique.

Question de recherche

Dans une perspective globale, ce projet de recherche vise à concevoir un système de co-création artistique dans lequel plusieurs utilisateurs se coordonnent et interagissent avec un système autonome au moyen d’interactions naturelles. Dans la continuité des problématiques précédemment exposées, trois questions de recherche structurantes émergent. Ces questions s’inscrivent à l’intersection de plusieurs domaines : l’Interaction Humain-Machine (IHM) pour la modélisation des interactions, les systèmes autonomes pour l’explicabilité des processus décisionnels, ainsi que la réalité étendue (XR) et les technologies haptiques pour la conception d’interactions et l’étude de la perception utilisateur.

QR-1 Quel modèle de collaboration humains-système auto-organisé est adapté au processus de co-création artistique ? 3
QR-2 Quelles informations sur le système auto-organisé doit-on rendre transparentes pour permettre aux utilisateurs de mieux expliquer et prédire son comportement (i.e. de s’en faire un modèle mental) ?
QR-3 Comment concevoir des interactions naturelles permettant aux utilisateurs de collaborer efficacement et de transmettre les informations de transparence, tout en évitant toute surcharge visuelle et cognitive ?