Les travaux de recherche de la thèse portent sur l'étude et la formalisation des interactions émotionnelles Humain-Machine. Au delà d’une détection d'informations paralinguistiques (émotions, disfluences,...) ponctuelles, il s'agit de fournir au système un profil interactionnel et émotionnel de l'utilisateur dynamique, enrichi pendant l’interaction. Ce profil permet d’adapter les stratégies de réponses de la machine au locuteur, et il peut également servir pour mieux gérer des relations à long terme. Le profil est fondé sur une représentation multi-niveau du traitement des indices émotionnels et interactionnels extraits à partir de l'audio via les outils de détection des émotions du LIMSI. Ainsi, des indices bas niveau (variations de la F0, d'énergie, etc.), fournissent des informations sur le type d'émotion exprimée, la force de l'émotion, le degré de loquacité, etc. Ces éléments à moyen niveau sont exploités dans le système afin de déterminer, au fil des interactions, le profil émotionnel et interactionnel de l'utilisateur. Ce profil est composé de six dimensions : optimisme, extraversion, stabilité émotionnelle, confiance en soi, affinité et domination (basé sur le modèle de personnalité OCEAN et les théories de l’interpersonal circumplex). Le comportement social du système est adapté en fonction de ce profil, de l'état de la tâche en cours, et du comportement courant du robot. Les règles de création et de mise à jour du profil émotionnel et interactionnel, ainsi que de sélection automatique du comportement du robot, ont été implémentées en logique floue à l'aide du moteur de décision développé par un partenaire du projet ROMEO. L’implémentation du système a été réalisée sur le robot NAO. Afin d’étudier les différents éléments de la boucle d’interaction émotionnelle entre l’utilisateur et le système, nous avons participé à la conception de plusieurs systèmes : système en Magicien d’Oz pré-scripté, système semi-automatisé, et système d’interaction émotionnelle autonome. Ces systèmes ont permis de recueillir des données en contrôlant plusieurs paramètres d’élicitation des émotions au sein d’une interaction ; nous présentons les résultats de ces expérimentations, et des protocoles d’évaluation de l’Interaction Humain-Robot via l’utilisation de systèmes à différents degrés d’autonomie. / Analysing and formalising the emotional aspect of the Human-Machine Interaction is the key to a successful relation. Beyond and isolated paralinguistic detection (emotion, disfluences…), our aim consists in providing the system with a dynamic emotional and interactional profile of the user, which can evolve throughout the interaction. This profile allows for an adaptation of the machine’s response strategy, and can deal with long term relationships. A multi-level processing of the emotional and interactional cues extracted from speech (LIMSI emotion detection tools) leads to the constitution of the profile. Low level cues ( F0, energy, etc.), are then interpreted in terms of expressed emotion, strength, or talkativeness of the speaker. These mid-level cues are processed in the system so as to determine, over the interaction sessions, the emotional and interactional profile of the user. The profile is made up of six dimensions: optimism, extroversion, emotional stability, self-confidence, affinity and dominance (based on the OCEAN personality model and the interpersonal circumplex theories). The information derived from this profile could allow for a measurement of the engagement of the speaker. The social behaviour of the system is adapted according to the profile, and the current task state and robot behaviour. Fuzzy logic rules drive the constitution of the profile and the automatic selection of the robotic behaviour. These determinist rules are implemented on a decision engine designed by a partner in the project ROMEO. We implemented the system on the humanoid robot NAO. The overriding issue dealt with in this thesis is the viable interpretation of the paralinguistic cues extracted from speech into a relevant emotional representation of the user. We deem it noteworthy to point out that multimodal cues could reinforce the profile’s robustness. So as to analyse the different parts of the emotional interaction loop between the user and the system, we collaborated in the design of several systems with different autonomy degrees: a pre-scripted Wizard-of-Oz system, a semi-automated system, and a fully autonomous system. Using these systems allowed us to collect emotional data in robotic interaction contexts, by controlling several emotion elicitation parameters. This thesis presents the results of these data collections, and offers an evaluation protocol for Human-Robot Interaction through systems with various degrees of autonomy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013PA112225 |
| Date | 19 December 2013 |
| Creators | Delaborde, Agnès |
| Contributors | Paris 11, Devillers, Laurence |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text, Image, StillImage |
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