Le travail de recherche dans ce mémoire aborde les problèmes de l'identification des systèmes non linéaires et également de l'application de la théorie d'optimisation. Dans une première partie, nous proposons des méthodes efficaces et nouvelles afin d'identifier les systèmes linéaires dans le cas d'expérimentations multiples, les séries de Volterra à horizon infini et les systèmes quadratiques en l'état. Dans une seconde partie, nous appliquons la théorie d'identification à la modélisation de la locomotion humaine. Nous abordons ensuite l'optimisation des mouvements des robots humanoïdes, l'imitation des mouvements humains par un robot humanoïde et enfin le paramétrage temporel des chemins dans l'espace des configurations pour un robot humanoïde. Les résultats expérimentaux de nos méthodes sur la plate-forme HRP-2 ont révélé non seulement leur efficacité, mais aussi leurs bonnes performances qui dépassent largement celles des méthodes conventionnelles.

La localisation est de plus en plus considérée comme une composante déterminante de la compétitivité des entreprises. Pourtant, l'établissement, par les décideurs, d'une relation entre le choix d'un lieu d'implantation particulier pour un nouveau site et la performance de leur entreprise apparaît, en pratique, comme un exercice particulièrement complexe et incertain. Des travaux récents suggèrent que la volonté de surmonter les incertitudes inhérentes aux choix de nouvelles localisations amène les dirigeants d'entreprises à privilégier délibérément les aires géographiques sur lesquelles ils peuvent disposer de connaissances intimes et spécifiques à leur situation. Ces connaissances peuvent provenir de la présence locale préalable de leur entreprise, de la présence préalable d'entreprises comparables ou encore de leur réseau local de relations personnelles.<br />La partie empirique de la recherche explore les interactions, lors de la prise de décision, entre ces comportements de préférence pour les aires géographiques connues et les contraintes techniques et économiques. A cette fin, une enquête par questionnaire a été réalisée auprès d'un large échantillon d'entreprises françaises des secteurs de l'industrie manufacturière et de la réalisation de logiciels, en référence à des décisions de localisation prises sur la période 2001-2002 en France ou à l'étranger. Les résultats obtenus montrent que les décisions étudiées constituent des solutions de compromis entre les logiques économiques, les préférences personnelles des décideurs, les intérêts des différents acteurs internes à l'entreprise et les pressions émanant de son environnement économique et social.

Ce manuscrit cherche à concevoir un modèle de comportement pour le contrôle de personnages crédibles dans les jeux vidéo. Nous définissons un personnage crédible comme un programme informatique capable de contrôler une représentation virtuelle de façon à ce que des observateurs dans l'environnement virtuel pensent que la représentation est contrôlée par un humain. Nous établissons 10 critères plus précis pour établir notre thèse. Pour répondre à ces 10 critères nous avons étudié des modèles développés à la fois dans le domaine académique et de l'industrie. L'évolution étant un des critères, nous avons aussi étudié les algorithmes d'apprentissages existants, notamment ceux basés sur l'imitation étant le mieux adaptés à la crédibilité. De ces études nous avons conclu que le modèle de Le Hy était une excellente base pour de futurs développements. Nous utilisons l'approche de Le Hy mais nous avons effectué des choix différents en vue d'une meilleur crédibilité. Nous proposons un raffinement sémantique et un mécanisme d'attention pour réduire le nombre de paramètres dans le modèle et améliorer le comportement. Un algorithme est ajouté pour permettre au personnage de s'orienter dans l'environnement et un l'algorithme d'apprentissage des paramètres du modèles a été repensé. Ces propositions permettent au modèle d'apprendre rapidement des associations stimuli-actions qui ressemblent à des comportement humains. Cependant de mauvaise associations sont aussi faites rendant le comportement non crédible. Selon nos mesures, notre modèle donne de meilleurs résultats en terme de crédibilité que le modèle de Le Hy, mais des améliorations restent encore à faire pour atteindre notre objectif.

Diversi studi hanno dimostrato i reciproci rapporti di influenza tra respiro e variabili psicologiche ma scarsa attenzione è stata rivolta all’indagine delle funzioni espressive del suono del respiro. Studio 1 è stato finalizzato alla costruzione di un modello di analisi multi-livello per la descrizione acustica del respiro. Sono state effettuate audio e video registrazioni del respiro di 2 coppie di soggetti in performance individuali e congiunte. Sui 1903 respiri raccolti sono state condotte analisi video e audio che hanno portato alla costruzione di tre categorie di indici: respiratori, acustici e interattivi (relativi alla relazione tra i comportamenti respiratori di due partners in un’azione congiunta). Studio 2 ha investigato cosa poteva essere inferito dall’ascolto del suono respiro relativamente all’identità, allo stato emotivo e all’attività svolta da una persona. Inoltre, ha verificato se l’imitazione facilitasse l’identificazione rispetto al solo ascolto. Sono state raccolte registrazioni ecologiche del respiro di persone coinvolte in 6 attività e 4 emozioni. Un campione di 90 persone ha ascoltato le tracce e risposto ad un questionario relativo alle suddette variabili. Altre 90 persone prima di rispondere imitavano il respiro. Il campione ha efficacemente inferito informazioni relative alle variabili indagate, con risultati migliori nel task di imitazione. Studio 3 mirava a descrivere acusticamente 6 condizioni di respiro emotivo (rabbia, paura, tristezza, disgusto, tenerezza, gioia) e a investigare se “respirare insieme” influenzasse il processo di sintonizzazione. 20 coppie di donne hanno partecipato. Per ogni emozione, entro ogni coppia una partecipante leggeva una storia emotivamente connotata e respirava come se si trovasse in quella situazione. L’altra esprimeva la propria vicinanza respirando come lei. Al termine rispondevano a un questionario. I respiri sono stati audio registrati e analizzati. E’ stato possibile ricondurre ciascuna delle emozioni a un differente pattern respiratorio. Inoltre il task ha influenzato diverse dimensioni della sintonizzazione: la sincronizzazione, il decoding emotivo, l’esperienza emotiva e la percezione di somiglianza interpersonale. / Several psycho-physiological studies have provided evidences about the reciprocal influence between respiration and psychological variables but few attentions have been brought to the investigation of the expressive function of breathing sounds. Study 1 aims to build a multilayer analysis model that enable an acoustic description of breathing sounds. Audio and video recordings of breathing of two pairs of participants engaged in individual and joint performance were conducted. 1903 were video and audio analyzed and 3 sets of indexes were derived: respiratory, acoustic and interactive (aimed to relate partner’s respiratory behaviour during joint performances). Study 2 investigates what could be inferred about a person’s identity, emotional state and activity from the sound of his/her breathing. Moreover, it aims to verify whether imitation of breathing patterns improve the identification of those features. Ecological recordings of breathing sounds of people engaged in 6 activities and 4 emotions. 90 participants listen to the tracks and answer a questionnaire about such variables. Other 90 mimicked the tracks before answering. Participants were able to infer valuable information about the aspects under investigation with better results in the imitation task. Study 3 aims to describe the acoustic features of 6 emotional breathing patterns (anger, fear, sadness, disgust, tenderness and joy) and to see whether breathing together could strengthen the attunement process. 20 pairs of women participated. For each emotion, within the pair one participant read a story emotionally connoted and breathes as if she actually was in that situation. Her partner had to convey her closeness breathing in the same way. Finally they filled in a questionnaire. Different respiratory patterns were related to each emotion. Moreover the task influenced several attunement dimensions: synchronization, emotional decoding, emotional experience and perception of interpersonal similarity.

The ability to learn is essential for robots to function and perform services within a dynamic human environment. Robot programming by demonstration facilitates learning through a human teacher without the need to develop new code for each task that the robot performs. In order for learning to be generalizable, the robot needs to be able to grasp the underlying structure of the task being learned. This requires appropriate knowledge abstraction and representation. The goal of this thesis is to develop a learning by imitation system that abstracts knowledge of human demonstrations of a task and represents the abstracted knowledge in a hierarchical framework. The learning by imitation system is capable of performing both action and object recognition based on video stream data at the lower level of the hierarchy, while the sequence of actions and object states observed is reconstructed at the higher level of the hierarchy in order to form a coherent representation of the task. Furthermore, error recovery capabilities are included in the learning by imitation system to improve robustness to unexpected situations during task execution. The first part of the thesis focuses on motion learning to allow the robot to both recognize the actions for task representation at the higher level of the hierarchy and to perform the actions to imitate the task. In order to efficiently learn actions, the actions are segmented into meaningful atomic units called motion primitives. These motion primitives are then modeled using dynamic movement primitives (DMPs), a dynamical system model that can robustly generate motion trajectories to arbitrary goal positions while maintaining the overall shape of the demonstrated motion trajectory. The DMPs also contain weight parameters that are reflective of the shape of the motion trajectory. These weight parameters are clustered using affinity propagation (AP), an efficient exemplar clustering algorithm, in order to determine groups of similar motion primitives and thus, performing motion recognition. The approach of DMPs combined with APs was experimentally verified on two separate motion data sets for its ability to recognize and generate motion primitives. The second part of the thesis outlines how the task representation is created and used for imitating observed tasks. This includes object and object state recognition using simple computer vision techniques as well as the automatic construction of a Petri net (PN) model to describe an observed task. Tasks are composed of a sequence of actions that have specific pre-conditions, i.e. object states required before the action can be performed, and post-conditions, i.e. object states that result from the action. The PNs inherently encode pre-conditions and post-conditions of a particular event, i.e. action, and can model tasks as a coherent sequence of actions and object states. In addition, PNs are very flexible in modeling a variety of tasks including tasks that involve both sequential and parallel components. The automatic PN creation process has been tested on both a sequential two block stacking task and a three block stacking task involving both sequential and parallel components. The PN provides a meaningful representation of the observed tasks that can be used by a robot to imitate the tasks. Lastly, error recovery capabilities are added to the learning by imitation system in order to allow the robot to readjust the sequence of actions needed during task execution. The error recovery component is able to deal with two types of errors: unexpected, but known situations and unexpected, unknown situations. In the case of unexpected, but known situations, the learning system is able to search through the PN to identify the known situation and the actions needed to complete the task. This ability is useful not only for error recovery from known situations, but also for human robot collaboration, where the human unexpectedly helps to complete part of the task. In the case of situations that are both unexpected and unknown, the robot will prompt the human demonstrator to teach how to recover from the error to a known state. By observing the error recovery procedure and automatically extending the PN with the error recovery information, the situation encountered becomes part of the known situations and the robot is able to autonomously recover from the error in the future. This error recovery approach was tested successfully on errors encountered during the three block stacking task.

This thesis presents an investigation of undergraduate student learning with respect to physics lectures attended in English and Swedish. The work studies three connected areas: student learning patterns, bilingual scientific literacy and disciplinary discourse. Twenty-two physics students at two Swedish universities attended lectures in both English and Swedish as part of their regular undergraduate programme. These lectures were video-taped and used to contextualize in-depth, semi-structured interviews with students. When taught in English the students asked and answered fewer questions and reported be-ing less able to simultaneously follow the lecture and take notes. Students adapted to being taught in English by; asking questions after the lecture, no longer taking notes in class, read-ing sections of work before class or—in the worst case—by using the lecture for mechanical note taking. Analysis of student oral descriptions of the lecture content in both languages identified a small number of students who found it almost impossible to speak about disciplinary concepts in English. These students were first-years who had not been taught in English before. How-ever, the findings suggest that, above a certain threshold level of disciplinary language com-petence, it does not appear to matter which language students are taught in. Finally, the thesis makes a theoretical contribution to educational research. The initial lan-guage perspective is broadened to include a wide range of semiotic resources that are used in the teaching of undergraduate physics. Student learning is then characterized in terms of becoming fluent in a disciplinary discourse. It is posited that in order to achieve an appropri-ate, holistic experience of any given disciplinary concept, students will need to become fluent in a critical constellation of disciplinary semiotic resources.

Culture involves the handing down of information, traditions, knowledge and skill, views and ideals from one individual to another and across generations by means of social transmission expressed in manufactured objects and behaviour. The evolution of cumulative culture, a human specific capacity, makes possible an inheritance system that is governed by the same Darwinian principles as biological evolution. Cumulative culture has made possible the build-up or ratcheting effect of knowledge and traditions that when put together allow for advanced technology, medicine, education and other highly advanced cognitive processes that characterise humans from non human animals. This dissertation dedicates the first chapter to review the literature pertaining to this topic; describing various types of social learning processes and methodological approaches that are used to query and broadly describe the process of culture in various animals. The following two chapters (2 and 3) present three experiments that provide methodical and systematic exploration of the social transmission process which occurs in chimpanzees; using 3 artificial foraging devices, the 3 studies systematically demonstrate that chimpanzees have the capacity to transmit culture from one individual to another and serially across neighbouring communities- providing laboratory evidence of behavioural variation analogous to that observed in the wild. Chapter 4 then goes on to describe an experiment that tests a number of hypothesised biases in cultural transmission. Looking specifically at social dynamics at play during the transmission of skill within ape groups - I systematically analyse the effects of directed social learning; focusing on kin and status based strategies that are characteristic of group living apes. Chapter 5 is an original, empirical and methodically comparative analysis of hierarchically organized behaviour in human children and chimpanzees using a hierarchically organized artificial fruit. The final chapter (6) discusses the findings of each of the five experiments and compares the results to findings at other captive and wild research sites. I then broaden the topic to explore how the findings relate to broad issues in literature and provide a framework for future research and for understanding the complex mechanisms of intelligent systems.

Les défis pour voir des robots opérant dans l'environnement de tous les jours des humains et sur unelongue durée soulignent l'importance de leur adaptation aux changements qui peuvent être imprévisiblesau moment de leur construction. Ils doivent être capable de savoir quelles parties échantillonner, et quelstypes de compétences il a intérêt à acquérir. Une manière de collecter des données est de décider par soi-même où explorer. Une autre manière est de se référer à un mentor. Nous appelons ces deux manièresde collecter des données des modes d'échantillonnage. Le premier mode d'échantillonnage correspondà des algorithmes développés dans la littérature pour automatiquement pousser l'agent vers des partiesintéressantes de l'environnement ou vers des types de compétences utiles. De tels algorithmes sont appelésdes algorithmes de curiosité artificielle ou motivation intrinsèque. Le deuxième mode correspond au guidagesocial ou l'imitation, où un partenaire humain indique où explorer et où ne pas explorer.Nous avons construit une architecture algorithmique intrinsèquement motivée pour apprendre commentproduire par ses actions des effets et conséquences variées. Il apprend de manière active et en ligne encollectant des données qu'il choisit en utilisant plusieurs modes d'échantillonnage. Au niveau du metaapprentissage, il apprend de manière active quelle stratégie d'échantillonnage est plus efficace pour améliorersa compétence et généraliser à partir de son expérience à un grand éventail d'effets. Par apprentissage parinteraction, il acquiert de multiples compétences de manière structurée, en découvrant par lui-même lesséquences développementale.

Dernière reine d'Égypte, Cléopâtre est, en France, la première héroïne de tragédie. Présentée comme un monstre de débauche et d'ambition par les auteurs latins, elle devient une figure majestueuse et digne sur la scène : la dramaturgie humaniste naît sous le signe de l'éloge.L'entrelacement des thèmes et des motifs, la composition des pièces ainsi que le travail stylistique et rhétorique des dramaturges mettent en place un tribunal où est instruit le procès de Cléopâtre, l'étrangère, la femme fatale qui a déjà séduit César et qui, responsable d'Actium, précipite la mort de Marc Antoine. Mais le suicide de la reine est mis en valeur par le recours au dénouement étendu, instrument dramaturgique au service d'une logique d'héroïsation. Ainsi réhabilitée dans le théâtre humaniste et " classique ", la figure de Cléopâtre illustre à merveille la définition du héros tragique.

La thèse se propose de faire une incursion dans la pensée esthétique du fin XVIIe siècle-début XVIIIe, c'est-à-dire dans les débuts de cette nouvelle discipline en tant que science à part. Les contributions de Jean-Baptiste Dubos à la naissance de cette discipline sont massives, donc ce philosophe de l'art retient et mérite toute notre attention. D'abord, grâce à la Querelle des Anciens et des Modernes, son esprit s'enrichit et se forme, ses connaissances se multiplient de façon à lui permettre de réaliser une synthèse, dans son système d'esthétique, de la riche palette eidétique déployée jusqu'à lui. Ayant comme point de départ le cartésianisme, dont il se distingue entièrement, et dont il hérite uniquement le dogmatisme (l'universalité), cette fois-ci appliqué au sixième sens, celui qui juge de la valeur d'une œuvre artistique, il aboutit à s'ériger en auteur d'un courant opposé, apparenté au sensualisme. L'éloge des sens, au détriment de la raison, qui sont impliqués dans le jugement de goût du public invité à la diffusion de l'art, témoigne d'une coupure entre les époques ; la nouvelle ère appartient à Dubos et à ses disciples, qui répondent même des territoires étrangers, de l'Angleterre et même d'Allemagne. Les cinq parties de la thèse contiennent la description de la marche en avant, des pas de géant effectués dans le domaine des idées esthétiques par l'abbé Dubos. Si, dans la première partie, à l'occasion de la Querelle des Anciens et des Modernes, on découvre une rupture au sein des notions ; la notion de climat étant le noyau d'une théorie esthétique formulée avec le plus grand soin de détail par Dubos ; on découvre donc aussi une focalisation sur le sujet, créateur ou récepteur, siège du sentiment, la deuxième partie vient pour continuer à relever les mérites de Dubos, qui rend possible une attitude différente du public, public qui ne cherche plus l'instruction dans l'art, mais le plaisir, né de la satisfaction du besoin d'être occupé. Les trois autres parties explorent d'une façon plus profonde l'apport esthétique de Dubos : la critique psychologique, la critique scientifique et la critique comparée poésie/peinture. Les qualités de bon psychologue de Dubos, qui plonge dans l'âme du public au moment où il est attendri, rendent possible une meilleure création du génie, qui sait désormais s'adresser au public, de façon émouvante. À cet usage, Dubos formule une théorie du plaisir de l'art, du beau artistique et de l'émotion, qu'il incorpore de façon soudée à son système. Dans la quatrième partie, la critique scientifique, Dubos sonde l'âme du génie, le créateur surpris dans l'enthousiasme nécessaire à la naissance de l'œuvre d'art véritable, créée en vue de plaire. Lors du devenir du génie, les causes formatrices comme les causes morales ou les causes physiques se veulent responsables de ses productions artistiques, poésies ou peintures. De ces dernières nous nous sommes occupés dans la cinquième partie, en réalisant un parallèle, non seulement chez Dubos, mais aussi chez ses successeurs, comme Lessing, prioritairement. Une conclusion nous rappelle les mérites de l'abbé Dubos dans la fondation de l'esthétique moderne.