abstract: With advances in automatic speech recognition, spoken dialogue systems are assuming increasingly social roles. There is a growing need for these systems to be socially responsive, capable of building rapport with users. In human-human interactions, rapport is critical to patient-doctor communication, conflict resolution, educational interactions, and social engagement. Rapport between people promotes successful collaboration, motivation, and task success. Dialogue systems which can build rapport with their user may produce similar effects, personalizing interactions to create better outcomes. This dissertation focuses on how dialogue systems can build rapport utilizing acoustic-prosodic entrainment. Acoustic-prosodic entrainment occurs when individuals adapt their acoustic-prosodic features of speech, such as tone of voice or loudness, to one another over the course of a conversation. Correlated with liking and task success, a dialogue system which entrains may enhance rapport. Entrainment, however, is very challenging to model. People entrain on different features in many ways and how to design entrainment to build rapport is unclear. The first goal of this dissertation is to explore how acoustic-prosodic entrainment can be modeled to build rapport. Towards this goal, this work presents a series of studies comparing, evaluating, and iterating on the design of entrainment, motivated and informed by human-human dialogue. These models of entrainment are implemented in the dialogue system of a robotic learning companion. Learning companions are educational agents that engage students socially to increase motivation and facilitate learning. As a learning companion’s ability to be socially responsive increases, so do vital learning outcomes. A second goal of this dissertation is to explore the effects of entrainment on concrete outcomes such as learning in interactions with robotic learning companions. This dissertation results in contributions both technical and theoretical. Technical contributions include a robust and modular dialogue system capable of producing prosodic entrainment and other socially-responsive behavior. One of the first systems of its kind, the results demonstrate that an entraining, social learning companion can positively build rapport and increase learning. This dissertation provides support for exploring phenomena like entrainment to enhance factors such as rapport and learning and provides a platform with which to explore these phenomena in future work. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Computer Science 2018

Cette thèse étudie un groupe professionnel méconnu et qui peine à se faire reconnaître : les accompagnateurs en moyenne montagne. L'analyse de la construction historique du champ des métiers de montagne dans une première partie permet de mieux saisir son fonctionnement, les luttes qui l'animent et les conséquences sur les agents qui le constituent. Positionné à l'ombre des guides de haute montagne, le métier d'accompagnateur se situe dans une position peu valorisée. Métier précaire et saisonnier, il se situe par ailleurs également " aux marges du travail ". À partir d'une enquête mobilisant conjointement un questionnaire (n=471) et des entretiens (n=32), la thèse s'intéresse aux caractéristiques sociales et aux trajectoires des individus qui investissent ce métier particulier, et analyse leurs rapports au travail et leur mode de vie. Une seconde partie porte sur les dispositions à l'engagement dans un métier marqué par la précarité, mais qui offre également une certaine qualité de vie. Elle compare les trajectoires des hommes et des femmes afin de mieux saisir pourquoi ce métier peu valorisé dans le champ des métiers de montagne reste largement masculinisé. Enfin, la troisième et dernière partie se centre sur les rapports au métier des enquêtés. Le métier se caractérise par une multitude de modalités d'exercice, différemment investies en fonction de l'appétence et des compétences des accompagnateurs pour la commercialisation de leur offre. Les accompagnateurs, qui s'inscrivent majoritairement dans un style de vie alternatif, emploient différentes stratégies afin de vivre d'une activité marquée par des difficultés économiques. Dans cette situation, si les modalités d'exercice du métier ne différencient pas fondamentalement les femmes des hommes, les modes d'articulation entre sphères professionnelle et domestique révèlent la permanence des rapports sociaux de sexe. / This thesis studies an underestimated professional group that finds it hard to be recognized, the mountain hiking guides. In the first part, the analysis of the historical construction of the mountain jobs field enables one to understand its functioning better, together with the inner conflicts that prompt it and the consequences on the agents that constitute it. In the shade of the mountain guides, the hiking guide job occupies a position of minor standing. Precariousand seasonal, the job is also held " in the margins of the work ". From a survey combining jointly a questionnaire (n=471) with a number of interviews (n=32), the thesis takes a keen interest in the social characteristics and in the trajectories of the persons who choose this particular job, thus analysing their relations to the work as well as their way of life. The second part deals with the dispositions to the commitment in a job largely acknowledged as precaious but that also offers a kind of quality of life. It compares the trajectories of men and women in order to get to know why this undervalued job in the mountain jobs field remains largely masculinized. Finally, the third and last part focuses on the interviewees' relations to the job. This job is characterized by a great number of modalities of exercise, but differently invested according to the hiking guides' taste and abilities concerning the marketing of their offers. A great majority of the hiking guides undertaking an alternate way of life, they use different strategies so as to be able to earn their living thanks to a professional activity marked by economical difficulties. In this situation, if the modalities of exercise of the job don't permit to differentiate women from men radically, the modes of articulation between the professional and the domestic spheres reveal the permanency of the social relationships of sexes.

There is a need to explore ways to better motivate students in instruction, as student motivation is an issue confronting teachers at all levels of education. Instructor-student rapport (ISR), a multidimensional concept comprised of students’ enjoyable interaction and personal connection with instructors, has potential to offer educators a tool for increasing these important student outcomes. Further, self-determination theory (SDT) may have utility for illustrating the psychological mechanisms through which instructors influence students by building rapport. First, this study explored what behaviors instructors should employ to build ISR with students. Specifically, prosocial humor (related and unrelated) and confirmation (responding to questions, demonstrating interest, ad teaching style) were investigated as instructor rapport-building behaviors. Results showed that instructors’ use of related humor, demonstration of interest, and teaching style were significant predictors of both dimensions of ISR; mixed results were found for both responding to questions and unrelated humor. Second, this study considered whether ISR was a significant predictor of student outcomes: intrinsic motivation, perceived cognitive learning, and academic performance. While enjoyable interaction was a significant, positive predictor of all three outcomes, personal connection was not a significant, positive predictor of any student outcomes. In fact, personal connection was a significant, negative predictor of perceived cognitive learning. Third, this study explored whether ISR served as a mediator between these rapport-building behaviors and student outcomes as posited by SDT. Enjoyable interaction was a significant mediator in a majority of the models. However, personal connection was not a positive mediator in any models and served as a negative mediator when predicting perceived cognitive learning. Theoretical implications for this study’s findings, along with practical tips for instructors hoping to build ISR with students, are forwarded. In addition, future directions and limitations are discussed.

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Notre étude aborde les relations entre la culture traditionnelle chinoise portée par le confucianisme, le bouddhisme, le taoïsme, et les trois piliers du développement durable que sont le social, l’économie et l’environnement. La culture traditionnelle chinoise s’attache principalement à l'harmonie dans les relations interpersonnelles,dans les relations entre l’homme et la nature. Le développement durable cherche à créer pour le futur un état d’harmonie entre les êtres humains et entre l’homme et la nature. Notre question est la suivante : la culture traditionnelle chinoise ne pourrait elle pas apporter sa contribution au développement durable dans sa façon de communiquer au monde ? Les fondements de la culture traditionnelle chinoise définissent l’harmonie à partir de règles de vie : le confucianisme favorise la communication interpersonnelle, la relation entre l’homme et le social ; le taoïsme met l’accent sur la communication entre la nature et l’homme ; le bouddhisme quant à lui privilégie la communication entre l’esprit et le corps de l’homme. Nous tenterons de montrer à partir d’analyses de discours scientifiques, politiques et d’une enquête en Chine et en France, qu’une meilleure compréhension pour l’occident de la culture chinoise pourrait apporter une contribution significative au projet du développement durable. La réconciliation entre la tradition et la modernité, la combinaison des cultures occidentales et orientales sont les axes majeurs de ce projet. / Our study talks about the traditional chinese culture supported by Confucianism,buddhism,and Taoism as well as by the 3 pillars of social,economic and environmental sustainable development. The traditional chinese culture, puts an emphasis on harmonious human relations and the relations between humans and nature. Sustainable development tries to create an harmonious state between the people and the people and nature.The reconciliation between tradition and modernization ,the combination of oriental and western cultures are the axises of our study .

Cette thèse examine les notions de représentations sociales et de rapport à l'écriture (Barré-De Miniac 2000), situées dans un contexte plurilingue. Le premier enjeu de la thèse est de réinvestir ces notions issues de la didactique du français langue maternelle (LM) dans le contexte plurilingue d'un programme de français dans une université en Australie. Le deuxième enjeu est d'analyser l'évolution de la capacité scripturale des apprenants de la deuxième année à la quatrième année de français et de comparer la description de leurs processus d'écriture en LM et en langue étrangère (LE). L'objectif est de saisir l'activité scripturale dans ses dimensions psychologique, sociale et cognitive. L'analyse du topic (Berthoud 1996) réalisée sur le corpus discursif des enseignants (à partir d'entretiens individuels) montre les limites de la notion de rapport à l'écriture dans un contexte plurilingue et a permis de dégager une notion centrale dans cette situation d'enseignement : le rapport à la langue étrangère apprise. L'analyse du topic réalisée sur le corpus discursif des apprenants (groupes de discussion) indique que leur travail d'écriture en LE commence par celui des idées, et que le passage à l'écriture en LE s'avère un moment privilégié de prise de conscience des phénomènes langagiers par le fait que cet instant d'écriture active la connaissance de deux ou plusieurs langues. Cette situation de transition entre les langues, rendue plus aiguë par l'écriture, est rapprochée de la zone prochaine de développement (ZPD) de la théorie socioculturelle de Vygotski dans la mesure où sont mises en évidence l'élaboration de stratégies d'apprentissage et l'intériorisation de la langue dans ce travail de négociation. La comparaison des procédures d'écriture en LE et celles en LM indique que l'attention porte sur des points différents d'écriture selon le niveau de l'apprenant. L'analyse des données scripturales se subdivise en trois parties. Premièrement, sont extraits des consignes rédactionnelles les aspects qui renforcent la littératie en LE par l'écrit. Deuxièmement, les productions écrites proposent une autre entrée sur le rapport à l'écriture des apprenants. Analysées à partir d'une approche basée sur la linguistique systémique fonctionnelle de M. K. Halliday pour déterminer l'investissement des scripteurs dans leurs productions, elles démontrent un investissement différent du scripteur selon son niveau de langue. Enfin, l'analyse des annotations des lecteurs évaluateurs établit la continuité des topics élaborés au niveau discursif dans le corpus scriptural, et met en évidence que les annotations appuient surtout le rapport à la langue. L'analyse des données orales et scripturales dans un contexte plurilingue a permis d'observer le rapport à l'écriture par la saisie de la continuité du topic sur l'ensemble du corpus et contribue à préciser théoriquement la notion utilisée dans un contexte universitaire plurilingue par la mise en évidence des notions telles que le rapport à la langue, le rapport à l'apprentissage, et celle de passage entre les langues.

Le recalage est un problème classique en vision par ordinateur qui intervient notamment dans de nombreuses tâches d'analyse des images médicales. Le principe général d'un algorithme de recalage est d'optimiser un critère mesurant la correspondance entre deux images sur un espace prédéterminé de transformations spatiales. Le choix du critère, appelé mesure de similarité, conditionne de façon déterminante la précision et la robustesse de l'algorithme. Il existe aujourd'hui un dictionnaire de mesures de similarité dans lequel le concepteur d'un programme choisit, en se fiant le plus souvent à son intuition et à son expérience, celle qui est la mieux adaptée à son problème particulier. Afin de rendre plus objectif un tel choix, cette thèse propose une méthodologie pour construire des mesures de similarité en fonction de modèles probabilistes de formation d'images. En considérant d'abord un modèle simple de liaison fonctionnelle entre les intensités des images, nous définissons une nouvelle classe de mesures de similarité liée à la notion de rapport de corrélation. Nous montrons expérimentalement que cette classe est adaptée au recalage rigide multimodal d'images acquises par résonance magnétique (IRM), scanner et scintigraphie. La méthode du rapport de corrélation est ensuite étendue au cas du recalage multimodal non-rigide au prix de quelques adaptations pratiques. Enfin, nous formulons le recalage d'images comme un problème général d'estimation par maximum de vraisemblance, ce qui nous permet de prendre en compte des modèles de dépendance inter-images plus complexes que des modèles fonctionnels. Cette approche est appliquée au recalage rigide d'images ultrasonores 3D et IRM.

L'enseignement de l'évolution des êtres vivants, concept fondateur de la biologie moderne, est aujourd'hui au cœur de nombreuses réflexions au sein même du système éducatif français et international, de l'école primaire à l'université. En effet, il peut se heurter à des convictions religieuses et peut donc prêter à polémiques. Dans certains cas, ces convictions peuvent faire obstacle à l'apprentissage même du concept. Obligatoire dans l'école primaire française jusqu'en 2008, il semble qu'il soit cependant peu développé. Dans un premier temps, nous étudions les prescriptions officielles de l'école primaire et repérons les attentes de l'institution. Dans un deuxième temps, un questionnaire écrit tente de repérer le rapport personnel que des enseignants de cycle 3 (niveau 3 à 5 de l'école primaire) et des stagiaires entretiennent avec la notion d'évolution, hors et dans leur classe, et les influences éventuelles que cela pourrait avoir sur leur choix d'enseigner ou non l'évolution ou sur la façon dont ils l'enseigneraient. Dans un troisième temps, un questionnaire écrit proposé à des élèves de cycle 3 permet de révéler leurs conceptions sur les questions d'apparition et d'évolution des espèces vivantes, de définir des obstacles à l'apprentissage et d'envisager une ingénierie didactique. L'ensemble de cette étude doit conduire à des propositions curriculaires pour l'école primaire en lien avec les programmes de Sciences de la Vie et de la Terre du collège.

Les émotions, les sentiments, les affects sont des thématiques encore peu explorées dans le champ des sciences de l'espace, pourtant de plus en plus nombreux sont les auteurs qui soulignent la nécessité de surmonter la difficulté de leur intégration. Souscrivant à cet objectif, la recherche pose comme hypothèse que la dimension affective de la relation de l'homme à son environnement, son rapport affectif à l'espace, depuis les mécanismes qui président à sa construction jusqu'à ses conséquences pratiques, constitue une connaissance utile à l'aménagement. À travers la thèse nous avons donc cherché à mettre en lumière les mécanismes de type affectif, en lien avec les valeurs, les préférences, qui sont en mesures d'intervenir à la fois sur les représentations, les décisions et sur les actions qui participent aussi bien des logiques géographiques au fondement de l'agencement des espaces que des logiques projectives propres aux pratiques de transformation intentionnelle des espaces habités.

L'objectif de cette thèse est de caractériser expérimentalement l'influence du degré de saturation et du rapport eau/ciment du béton sur son comportement sous fort confinement. Cette thèse s'inscrit dans le cadre plus général de la maîtrise du comportement du béton sous sollicitations sévères (explosions en champ proche ou impacts balistiques). Une explosion en champ proche ou un impact sur une structure en béton génère des niveaux de contrainte très élevés associés à des chemins de sollicitation complexes dans le matériau béton. Pour valider les modèles de comportement, des résultats expérimentaux sont nécessaires. Le travail présenté dans ce mémoire concerne des essais réalisés grâce à une presse triaxiale statique permettant d'atteindre des niveaux de contrainte de l'ordre du giga Pascal. Le caractère poreux du béton et le fort confinement ont nécessité d'une part, la mise au point d'un dispositif de protection du matériau, et d'autre part, la mise au point d'une instrumentation par jauges de déformation, ce qui est inédit pour de tels confinements. Des essais hydrostatiques et triaxiaux, réalisés d'une part sur des matériaux modèles et d'autre part sur du béton, ont permis de valider les procédures expérimentales développées ainsi que les techniques de mesures des déformations et des contraintes. Les études concernant l'influence du degré de saturation et du rapport eau/ciment du béton sur son comportement ont nécessité la formulation d'un béton ordinaire de référence et de deux bétons modifiés possédant des rapports eau/ciment différents. <br />L'analyse des essais triaxiaux effectués sur le béton de référence montre que le degré de saturation du béton a une influence majeure sur son comportement statique sous fort confinement. Cette influence se remarque particulièrement sur la capacité de chargement du béton et sur la forme de la courbe des états limites pour des degrés de saturation supérieurs à 50%. La capacité de chargement du béton augmente avec la pression de confinement pour des essais sur du béton sec tandis qu'au-delà d'une pression de confinement donnée, elle reste limitée pour du béton humide ou saturé. Les modes de rupture du béton se présentent sous forme de bandes de localisation. L'inclinaison de ces bandes évolue avec le niveau de contrainte atteint dans le matériau et s'oriente perpendiculaire à la direction axiale lorsque ce niveau devient important. <br />L'analyse des essais triaxiaux réalisés sur les bétons possédant des rapports eau/ciment différents met en évidence que sous faible confinement, le comportement du béton est gouverné par la résistance de la matrice cimentaire. Sous fort confinement, le béton se comporte comme un empilement granulaire sans aucune influence de la résistance de la matrice cimentaire. Ainsi la courbe d'états limites et les modes de rupture du béton sont sensibles à son rapport eau/ciment pour de faibles niveaux de confinement mais insensibles à ce paramètre au-delà une contrainte moyenne critique.