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Approche pour le suivi et le diagnostic du joueur dans les jeux sérieux multi-joueurs

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Encadré par
Doctorant: Mathieu GUINEBERT
Unité de recherche UMR 7606 Laboratoire d'informatique de Paris 6

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Cadre de la thèse Les travaux de cette thèse de doctorat en Informatique seront menés dans l’équipe MOCAH, spécialiste des environnements informatiques pour l’apprentissage humain (EIAH) et des jeux sérieux en particulier. Les jeux sérieux sont des systèmes complexes qui font intervenir des aspects techniques (simulation, gestion du rendu, gestion du dialogue, etc.) psychologiques (entretenir la motivation du joueur, le stimuler, le défier, etc.) et des aspects pédagogiques liés à la nécessité (1) d'acquérir, par le joueur, de savoirs et de savoirs faire, de corriger ses mis-conceptions ou de l’entraîner sur des systèmes complexes, etc. et (2) d'évaluer le parcours et le comportement du joueur en traçant ces actions dans le jeu. Un des défis majeurs de la formation par le jeu sérieux est la nécessité de suivre le comportement de l'apprenant-joueur dans le but de diagnostiquer son niveau de compétences/connaissances. Ce suivi doit permettre d'identifier les différentes misconceptions, erreurs ou fautes dans le comportement de l'apprenant afin de lui apporter un retour pertinent, lui permettant de mieux progresser dans les activités de jeu. Objectif de la thèse Le suivi et le diagnostic du comportement de l'apprenant-joueur dans un jeu sérieux sont indispensables pour (1) fournir un retour efficace et pertinent au joueur-apprenant et/ou à l’enseignant et pour (2) mettre en place un dispositif d’adaptation dynamique des activités du jeu sérieux au joueur. Le suivi est un processus complexe qui doit intégrer plusieurs paramètres (les actions du joueur, le contexte, les objectifs pédagogiques du jeu, etc.) et sa complexité augmente dans le cas des jeux sérieux multi-joueurs puisque on doit aussi intégrer les interactions de l’ensemble des joueurs qui peuvent être de l’ordre de la coopération, de la collaboration ou de la compétition. Des patterns d’interactions pourraient être identifiés et mis en œuvre dans le jeu pour favoriser une ou plusieurs de ces interactions en fonction des objectifs de la simulation. Les travaux de cette thèse constituent la suite de la thèse de doctorat de Pradeepa Thomas qui a été soutenue en 2015 et qui s'intéresse au suivi et au diagnostic du joueur dans le cadre d’un type de jeux sérieux mono-joueur. Pour réaliser le diagnostic et le suivi de l’apprenant-joueur, nous nous appuyons sur les travaux des membres de l’équipe MOCAH : Pradeepa Thomas, Mathieu Muratet, Amel Yessad et Jean-Marc Labat (Thomas, Yessad, & Labat, 2011)(Yessad, Thomas, Capdevilla, & Labat, 2010) que nous poursuivons. Ces travaux s’appuient sur les réseaux de Petri (RdP) qui s'adaptent bien à ce type de systèmes complexes et interactifs « un Jeu Sérieux peut être vu comme un système dynamique composé d’objets de jeu qui évoluent dans le temps de manière concurrente, parallèle ou séquentielle en réponse aux actions du joueur et d’autres événements du jeu. » (Thomas, Yessad, & Labat, 2011). D'autres approches telles que les travaux en SMA (systèmes multi-agents) peuvent être une piste intéressante pour simuler et comprendre les comportements complexes, émergents des interactions des joueurs et donc construire un suivi plus fiable des joueurs impliqués dans la simulation. D’un point de vue scientifique, les résultats attendus devront permettre de mettre en œuvre une approche d'identification et d'évaluation du comportement d'un joueur au sein d’un jeu sérieux multi-joueurs, puis un système de diagnostic adapté. Nous voulons que cette approche soit générique pour permettre son application à d'autres systèmes interactifs impliquant plusieurs utilisateurs. D’un point de vue industriel, le dispositif de suivi et de diagnostic du comportement de l'apprenant / joueur devra être opérationnel. Des expérimentations devront être menées auprès d'apprenants et d'enseignants pour éprouver les différents éléments de la solution proposée. Plan de la thèse Pour atteindre les objectifs de ce travail de thèse, le doctorant aura à mener les travaux suivants : • Synthétiser les travaux de recherche internationaux et nationaux dans le domaine du suivi des apprenants, dans des environnements informatiques pour l'apprentissage humain et de manière générale d'utilisateurs en interaction avec des systèmes interactifs et des simulateurs, • Identifier des patterns d'interactions multi-joueurs et les modéliser par un langage/ une grammaire adaptée. Ces interactions représentent des situations de coopération, de collaboration ou de coordination, • Identifier les données à tracer dans le jeu et leur modèle pour favoriser la détection et l'évaluation des interactions des apprenants/joueurs, • Proposer un tableau de bord lisible et pertinent, à destination des enseignants, des apprenants et à toute personne désirant observer les comportements des joueurs. Bien entendu, plusieurs vues pourraient être proposées en fonction de la cible (apprenant, enseignant, décideur, etc.), • Travailler sur la problématique de la propagation des indicateurs produits par le système de suivi au modèle de compétences de l'apprenant-joueur, • Expérimenter le dispositif global en situation écologique avec des apprenants réels et des jeux sérieux multi-joueur.

Références P. Thomas Benjamin, J. M. Labat, M. Muratet, A. Yessad : “How to Evaluate Competencies in Game-Based Learning Systems Automatically?”, 11th International Conference in Intelligent Tutoring Systems, Lecture Notes in Computer Science, Chania, Greece, pp. 168-173, (Springer) (2012) P. Thomas Benjamin, A. Yessad, J. M. Labat : “Petri nets and ontology: tools for the learning player assessment in serious games”, IEEE International Conference on Advance Learning Technologies, Athens, GA, pp. 415-419, (IEEE), (ISBN: 2161-3761) (2011) P. Thomas Benjamin, A. Yessad, J. M. Labat : “Réseaux de Petri et Ontologies : des Outils pour le Suivi de l’Apprenant dans les Jeux Sérieux”, Conférence sur les Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain EIAH, Mons, Belgique, pp. 435-446 (2011)

Enjeux

diagnostic du joueur, apprenant jeux sérieux, systèmes multi-agents, IA distribuée, patterns d’interaction

Ouverture à l'international

IJAIED : Int. Journal of Artificial Intelligence in Education ijCSCL : Int. Journal of Computer Supported Collaborative Learning ECGBL : European Conf. on Games Based Learning