Un système tutoriel intelligent et adaptatif pour l'apprentissage de compétences en environnement virtuel de formation

Ce travail se situe dans le cadre de la réalisation d'environnements de formation utilisant la réalité virtuelle. Plus précisément, il s'intègre dans le projet MASCARET (Multi Agent System for Collaborative and Realistic Environment for Training) dont l'objectif est de développer un environnement virtuel pour la formation au travail procédural et collaboratif. Dans ce contexte, nous soutenons la thèse qu'il est possible d'intégrer un système tutoriel intelligent (ITS) générique et adaptatif dans un environnement virtuel afin de fournir une aide pédagogique à l'apprenant et une assistance pédagogique au formateur. Cette thèse débute par une étude montrant l'intérêt mutuel de la réalité virtuelle et des ITS pour l'apprentissage de compétences, et identifie les difficultés de leur intégration. Plus précisément, elle souligne la nécessité d'une représentation abstraite, indépendante de l'exercice à réaliser, manipulable pour la prise de décision pédagogique et liée à la représentation d'un univers 3D. Notre proposition est un système multi-agents permettant d'analyser l'action réalisée par l'apprenant par le biais d'un environnement virtuel informé. Le système dégage un ensemble d'informations, appelé situation pédagogique, considéré pertinent pour la prise de décision pédagogique. Notre étude se focalise alors sur un agent pédagogique qui propose des assistances au formateur en utilisant la situation pédagogique. L'abstraction utilisée permet des assistances concrètes liées au domaine, à l'exercice et à l'environnement virtuel. Le modèle comportemental de l'agent pédagogique se base sur un système de classeurs hiérarchique. Grâce à ce modèle, l'agent s'adapte au couple apprenant-formateur en modifiant son comportement pédagogique par le biais d'un mécanisme d'apprentissage artificiel, basé sur un renforcement fourni par le formateur. Ces travaux sont appliqués dans le cadre du projet GASPAR (Gestion de l'Activité aviation et des Sinistres sur Porte-avions par la Réalité virtuelle). L'application simule l'activité aviation sur un porte-avions.This work takes place in the framework of the processing of environment for training using virtual reality. More particularly, it integrates the MASCARET project (Multi Agent System for Collaborative and Realistic Environment for Training). The objective is to develop a virtual environment for training dedicated to collaborative and procedural work. In this context, we defend the thesis that it is possible to integrate a generic and adaptive Intelligent Tutoring System (ITS) in a virtual environment, in order to provide pedagogical aid for the learner and pedagogical assistance for the trainer. This thesis begins with a study showing the interest of virtual reality and ITS for the acquisition of competences and identifies their difficulties. More particularly, it shows up the necessity of an abstract representation, independent of the exercise to realize, manipulable for pedagogical decision making and connected to the representation of a 3D universe. Our proposal is a multi-agent system allowing to analyse the action realized by the learner using an informed virtual environment. The system highlights a set of information, called pedagogical situation, considered relevant to make pedagogical decision. Then, our study is focused on a pedagogical agent. It suggests assistance to the trainer using the pedagogical situation. The abstraction used allows concrete assistance linked to the domain, to the exercise and to the virtual environment. The behavioural model of the pedagogical agent is based on a hierarchical classifiers system. Thanks to this model, the agent adapts itself to the trainer-learner pair, modifying its pedagogical behaviour by the way of an artificial learning mechanism based on a reinforcement provided by the trainer. This work is applied to the GASPAR project. The application simulates the plane activity on an aircraft-carrier.BREST-BU Droit-Sciences-Sports (290192103) / SudocBREST-ENIB (290192307) / SudocSudocFranceF