18 octobre 2005master information cognition apprentissage - grenoble1 une introduction aux sciences...

18 octobre 2005 Master Information Cognition Apprentissage - Grenoble 1

Une Introduction aux Sciences

Cognitives


Les sciences cognitives?… un enjeu économique majeur…


Marketing polysensoriel

couvre les cinq sens à des degrés différents - Objectifs :

renforcer l'identité d'une enseigne, être en harmonie avec la clientèle ;

susciter chez le consommateur des réactions affectives, cognitives et/ou comportementales favorables à l'acte d'achat ;

influer sur la perception du temps qu'ont les acheteurs ;


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savourez le véritable goût d'une viande

100% pur Bœuf,sélectionnée et

préparée avec le plus grand soin.


Marketing visuel : la vue comme sens le plus sollicité car le plus stimulé par l'environnement; évolution la plus récente : utilisation de la vidéo (Décathlon, Castorama) ;

Marketing gustatif : concerne directement les attributs intrinsèques des produits ; le goût comme outil efficace de différenciation ; Charal a su imposer ses viandes grâce à une démarche mercatique fondée sur la tendreté et le goût ; l'entreprise s'est ainsi créé une image de qualité ;

Marketing sonore : un morceau de musique connu a plus d'impact sur les sommes dépensées et les achats imprévus qu'un morceau inconnu ;



Marketing olfactif : des cinq sens, celui qui véhicule la plus grande valeur émotionnelle ;

le jeune enfant perçoit les odeurs avant même de pouvoir distinguer les sons, les couleurs et les textures ; l'odorat peut ressusciter des sensations profondément enfouies ;

Leclerc : diffusion d'air iodé au rayon poissonnerie, de senteurs de produits de saison au rayon fruits et légumes ; « Galeries Lafayette » : une odeur sert de « rampe olfactive » pour guider les clients à travers les étages du magasin ;



Marketing tactile : le toucher crée la familiarité avec le magasin ou le produit ;

Séphora par exemple utilise un tapis rouge moelleux qui participe au confort et au bien-être des consommateurs. Un sol confortable incite davantage à la flânerie ;

Les constructeurs automobiles font d'importantes recherches sur le toucher du volant et du levier de vitesse afin que ceux-ci procurent des sensations de bien-être et de solidité ;


Le Knowledge Management

créer un flux optimal des connaissances pour le succès de l'entreprise et de ses clients ;

transformer le capital intellectuel en un capital structurel, afin de le rendre exploitable par l'entreprise --> un nouveau modèle économique : éviter la perte de savoir (départ de collaborateurs) ; gagner en productivité, en gagnant du temps (réutiliser

l’expérience passée pour les cas nouveaux) ; développer l'innovation et la qualité : éviter la répétition

(y compris des erreurs), et se concentrer sur des taches à plus forte valeur ajoutée ;

accroître les ventes : le client achète l'expérience cumulée des consultants sur la problématique ; il convient de valoriser et d’exploiter le « stock » d'expérience accumulé ;


L'exemple de Renault

constatation d'erreurs systématiques, notamment au niveau de la conception et des techniques retenues ; ces erreurs récurrentes ont un coût et les actions curatives coûtent beaucoup plus que les actions préventives ;

cause principale : difficulté à formaliser la connaissance et à la transmettre (i) au bon moment (ii) à la personne qui en a besoin ;

solution : capitaliser des standards de solution, prendre en compte les expériences positives et négatives ;

efficacité directement mesurable au niveau conception (produits moins bruyants et techniquement plus fiables), service après-vente (satisfaction des clients plus grande) et coûts de garantie (diminués) ;


Approche

Sciences et technologies de l ’information : nouveaux enjeux

Pour une approche interdisciplinaire Définir les sciences cognitives? Un exemple : la vision La question du sens Des médiations techniques : quelques exemples


STIC : un triple enjeu

Performances - Utilisabilité - Complexité gérer des masses croissantes d’information ; assumer des contraintes accrues d’évolutivité et de

dispersion géographique ; opérer dans des contextes d’usages non maîtrisables ;

préserver la qualité des performances et de l’assistance à l’usager ;


Une quête de sens accrue

de nouveaux moyens d’inscription de l’information, de nouvelles modalités sémiotiques, de nouveaux objets (pages personnelles) surgissent,

qui mobilisent nos facultés d’interprétation ; Penser comment les interprétations et les quêtes de

sens se réalisent à travers ces nouveaux dispositifs ;

« la grouillante activité herméneutique des collectifs innombrables »

- Pierre Levy « Les technologies de l ’intelligence »


Des cibles multiples, multiformes et

changeantes

l’individu ; le collectif ; l’organisation ; l’institution ; les sphères scientifiques, culturelles, juridiques,

économiques… un impact tangible une articulation difficile à conceptualiser et

relativement peu étudiée


Un triple enjeu (bis)

Performance, utilisabilité, complexité performance : mettre en lien et organiser les

informations disponibles sur les réseaux, solliciter l’interprétation ; ce n’est plus la dimension des données mais l’espace des possibles qui est considéré ;

utilisabilité : toucher nos sens, nos émotions ; être intelligible, faire sens ;

complexité : des réalités hybrides où l’humain et le non-humain sont mêlés ; des réseaux où des liens sociaux se tissent autour de valeurs qui échappent à une logique utilitariste ;


Un déterminisme entre savoir et inconnu

La spirale de l'information des possibilités de mesure et d'instrumentalisation

grandissantes ; la nécessité accrue de considérer les processus les

systèmes et leurs organisations dans leur dynamique ; un univers grandissant de possibles et d ’interprétations ;

La spirale de l'inconnu l’impossibilité grandissante de spécifier a priori les

contextes d ’opération et d ’usage ; l'incapacité à constituer les corpus de

connaissances nécessaires ;


Un déterminisme entre opacité et transparence

Conférer l ’autonomie conférer aux artefacts techniques une autonomie accrue,

par la capacité à s’adapter aux conditions changeantes de l’environnement, à acquérir de nouvelles connaissances de manière dynamique, enfin à construire de manière progressive des solutions adaptées au problème à résoudre ;

Préserver la transparence lutter contre l'opacité des systèmes, préserver leur

intelligibilité et leur capacité de communication ; privilégier les principes d ’explicabilité et de causalité ;


Un déterminisme entre normalisation et

émergence

normer la production : unifier la conception et régler l’organisation, maximiser

la productivité et la réutilisabilité ; garantir l’objectivité et l’évaluabilité ;

garantir la réactivité : adaptation aux conditions changeantes de

l’environnement ; prise en compte des spécificités de l’usager ;


Un déterminisme entre pluralité et singularité

Le collectif pour cible : développer les approches collaboratives, participatives ;

Mais une rationalité située et plurielle: caractère premier de l’expérience immédiate, de la

situation ; caractère entrelacé des dimensions de la subjectivité, de

l’intentionnalité, de l’inconscient ;


Des avancées techniques nécessaires

Augmenter et intégrer les compétences des capacités pour percevoir, représenter, traiter,

raisonner, décider, planifier, contrôler, résoudre, évaluer et valider,

des compétences pour partager, interagir, coopérer et communiquer

des aptitudes à l'autonomie, l'adaptation, l'apprentissage, l'explication, la conception, la création…

Qualifier et accroître les performances rationalité, intégrité, cohérence, validité, fiabilité,

adaptabilité, flexibilité, évaluabilité, apprenabilité, utilisabilité, utilité, efficacité, lisibilité


Des renouvellements nécessaires

Renouveler les approches de conception et les statuts penser ensembles humains et non-humains

comment forger des relations interdisciplinaires pour penser ensemble les architectures de réseaux humains/ non-humainsprenant "sens" dans les sociétés d'aujourd'hui?

usagers et systèmes comme partenaires, co-acteurs, co-concepteurs

penser le système et sa technique non comme interface vers la tâche ou « pur » outil de communication

mais comme médiateur de l'activité humaine dans ses dimensions cognitives, sociales, économiques, culturelles…


Concevoir les systèmes de demain : Une vision

intégrée

Penser les chaînes d ’interdépendance qui lient le biologique, le cognitif et le social ; les composants, les architectures, les langages, les

modèles de représentation, les logiques … ; les faits humains, les faits techniques et la construction

des savoirs ;


Une approche intégrante de la cognition

La cognition : un processus distribué et situé dont l'objet est la construction de modèles et dont les dimensions sont physiques, mentales, mais aussi sociales ;

C'est l'environnement qui modèle le système, en dirigeant son attention et ses buts, c'est aussi le système qui modèle l'environnement, en le représentant d'une manière qui est médiée par ses propres buts et ses ressources ;


Une approche intégrante de la cognition

L'intentionnalité : "le processus par lequel le monde façonne notre esprit et notre esprit façonne le monde" ;

La conscience : "une activité de projection, qui dépose autour d'elle les objets comme des traces de ses propres actes, mais qui s'appuie sur eux pour passer à d'autres actes de spontanéité" ;

- Merleau-Ponty "Phénoménologie de la Perception"


Penser ensemble Humains et non-Humains

Principe d’ancrage des technologies dans l’humain individuel et social : « on ne peut pas penser l ’innovation technologique sans penser les conditions humaines de son appropriation & de son émergence »

Principe d’ancrage du savoir humain sans les médiations techniques : « on ne peut penser l’humain sans penser le rôle des médiations techniques dans son évolution »

on ne peut penser les sciences de l’ingénieur sans penser les sciences de l’homme et de la société


Modèles organisationnels

Conditions d’émergence

Conditions d’adoption

Modèles politiques

Modèles culturels

Modèles économiques

Modèles sociaux

Modèles pragmatiques

Modèles sémantiques

Modèles sensori-moteurs

Innovation : modèles techniques

Technologies : appropriation & émergence


L’évolution des savoirs : appropriation et

construction

Conditionsde construction

Conditionsd ’appropriation

Artefact technique

Humains

Savoirs


Approche




Les technologies : un lieu d ’apprentissage de la

pluralité

Exercer l ’interdisciplinarité, c ’est bénéficier de la pluralité, permettre la circulation des idées et la mobilité des conceptions

et non : assimiler autrui à un autre soi-même et s ’appuyer

sur une correspondance supposée des concepts et des théories

le reléguer, le cantonner aux niveaux de discours « supposés » de son intervention, refuser son apparition sur les terrains qui nous sont propres par crainte des remises en cause nécessaires


Les technologies : un lieu d ’apprentissage de la

pluralité

“ une volonté d’alliance qui suscite l’explicitation des postures et des modèles, et qui favorise la reconnaissance et le développement de référents multiples et complémentaires selon lesquels postures et modèles seront en retour éclairés et critiqués de manière renouvelée,

une volonté d’alliance où l’on utilise l’autre pour en apprendre à son sujet, pour mieux comprendre le sens de ce que l’on fait en reconnaissant le choix dont on procède ”

F. Dosse. L’empire du sens, Paris : La Découverte, 1995.


Du statut des modèles

expliciter les modèles implicites qui sont incorporés dans les technologies et outils ; expliciter les choix théoriques qui les sous-tendent ;

des modèles qui postulent une certaine forme d’indétermination et refusent toute forme de réductionisme, de dogmatisme, et toute logique exclusive ; des modèles qui se questionnent mutuellement, qui suggèrent de nouveaux efforts de modélisation ;

respecter la pluralité des langages, des discours et des disciplines- François Dosse « L ’empire du sens »


Conditions d ’exercice de l ’interdisciplinarité

Chercher l'articulation et non la disjonction des lieux et des moments d'intervention des disciplines ;

forme "faible" : considérer telle discipline comme pourvoyeuse de données ou de théories, que l’on s’approprie sans précaution ;

forme "forte" : convoquer les disciplines dans l'intégralité de leurs lieux d'intervention, en ouvrant les finalités et les domaines expérimentaux ;

« forger des alliances pour penser ensemble les artefacts techniques, pour penser ensemble des architectures de réseaux intégrant humains et non-humains » (C. Henry) ;


Une ambition

Déverrouiller ne pas verrouiller dans des espaces séparés des

questions qui ne peuvent être résolues séparément et doivent être affrontées toutes en même temps : la science ne réside pas dans le face à face entre disciplines mais dans le processus qui les traverse ;

Créer des liens plus une science est connectée au reste du

collectif, meilleure elle est; ainsi il est bon de toujours se situer par rapport aux référents des sciences voisines ;

- Bruno Latour "L'espoir de Pandore"


Une approche intégrante des relations disciplinaires

Une interdisciplinarité qui ne s’articule ni autour d'une prescription par les modèles informatiques, ni autour d'une confrontation humain/non-humain,

mais autour de la dynamique qui unit humains, non-humains et environnements dans la quête de connaissances ;

de même qu'il n'est pas question de réduire l'intelligence humaine à une machine, il ne peut être question de réduire l'intelligence des machines à sa seule confrontation à l'humain ;


Approche




Une définition?

Que sont les Sciences Cognitives?

La réponse simple est la suivante. Notre univers comporte trois grands mystères: le monde physique, la vie, et l'esprit.

Les questions essentielles relatives au monde physique et à la vie sont aujourd'hui en bonne voie d'être résolues.

Le défi du siècle suivant est donc l'esprit: c'est l'objet des Sciences Cognitives.


Une définition?

D’après le Blackwell Dictionnary of Cognitive Psychology « L’étude interdisciplinaire de l’acquisition et de l’utilisation des connaissances »

Les sciences cognitives ont pour objet de décrire, expliquer, éventuellement simuler les principales dispositions et capacités de l ’esprit humain : langage, raisonnement, perception, coordination motrice, planification…- Daniel Andler - Introduction aux Sciences Cognitives - 1992


Une définition?

Ni un objet d’étude, ni une hypothèse fondamentale, ni une tradition, mais un complexe dont une approche extensionnelle ne donnerait qu’un magma informe de programmes de recherche relevant d’une multitude de disciplines…

la conviction que « seule une association étroite entre sciences du cerveau, psychologie, linguistique, informatique, anthropologie et philosophie […] peut apporter des réponses nouvelles, c’est-à-dire issues de recherches empiriques, aux questions traditionnelles concernant la nature de l’esprit humain

Daniel Andler - Introduction aux Sciences Cognitives - 1992


Dan Sperber

La réponse à un vieux problème… une frontière traditionnelle, entre sciences de la

nature d ’une part, sciences de l ’homme et de la société d ’autre part, semble profondément inscrite dans le paysage de la recherche…

c’est à cheval sur cette frontière aux allures de front militaire que se sont développées depuis une trentaine d ’années les sciences cognitives ;

le point de départ et le pivot des sciences cognitives c ’est une réponse nouvelle au vieux problème des rapports entre l ’âme et le corps ;


La relation corps-esprit : le cognitivisme

le système esprit/cerveau : 2 niveaux de description largement indépendants le niveau matériel ou physique le niveau informationnel ou fonctionnel à l ’image du distingo entre hardware et software

comment de la matière peut-elle produire de la pensée?


Une quadruple controverse

une approche neurophysiologique vs : une approche symbolique de la cognition (Newell & Simon, 1972) ;vs : traiter l’articulation entre les processus symboliques et sub-

symboliques (à la suite des travaux de Rumelhart et McClelland) ;vs : mettre en avant le rôle de l’environnement social et culturel, du

contexte et des situations dans lesquelles les acteurs se situent et évoluent : la cognition située (Suchman, 1987) ;


D ’après P. Salembier (IRIT)

Selon l’approche symbolique, les systèmes intelligents sont conçus comme des systèmes physiques composés d’un ensemble de structures symboliques placés en relations ;

Les systèmes symboliques sont utilisés pour stocker en mémoire des représentations de situations externes. Ils peuvent manipuler ces représentations pour planifier des actions, et exécuter ces actions pour changer la situation externe ;

Ces 35 dernières années un grand nombre de systèmes symboliques ont été construits et testés pour simuler le raisonnement humain et l’apprentissage dans des tâches généralement simplifiées ;



Plusieurs limites des méthodes formelles pour l’analyse des processus cognitifs ont été soulignées [Winograd et Florès (1986), Suchman (1987), Lave (1988), Greeno (1989) et Norman (1993)].

La première est relative à la complexité et la densité de l’information. La quantité de connaissance nécessaire pour faire face à la complexité de l’environnement est énorme.

Expliquer le comportement humain dans les situations les plus quotidiennes demanderait un effort considérable de millions de représentations symboliques et il n’est pas encore certain que cela serait suffisant.



Une deuxième limite de l’approche classique est la complexité et la non prédictibilité de l’environnement (Agre, 1988; Agre & Chapman, 1987; Pavard, 1991).

Quelle est la valeur de la planification et du raisonnement si les événements réels ne peuvent être vraiment prédits?

Une partie du problème relève de la nature limitée de l’information extraite à travers les systèmes sensoriels en quantité et en précision;

Une autre partie du problème est temporelle : au moment où on a collecté l’information sur l’environnement et décidé d’agir, le monde a changé (De Keyser, 1990a; Decortis, De Keyser, Cacciabue & Volta, 1991).


Dan Sperber

La cognition comme interaction ce qui manque peut-être aux ordinateurs pour

penser au sens où des organismes pensent, c’est la condition la moins mystérieuse de la pensée, celle dont la matérialité est la mieux intelligible, à savoir l’interaction entre l’organisme et l’environnement.

Cette différence n’empêche pas le fonctionnement des ordinateurs d’éclairer la partie la plus mystérieuse de la pensée, celle dont la matérialité a longtemps échappé à l’investigation, à savoir les processus mentaux qui suivent (ou qui précèdent) cette interaction ;


Francesco Varela

« Le cerveau n'est pas un ordinateur - On ne peut comprendre la cognition si l'on s'abstrait de son incarnation »

Le cerveau existe dans un corps, le corps existe dans le monde, et l'organisme agit, bouge, chasse, se reproduit, rêve, imagine.

Et c'est de cette activité permanente qu’émerge le sens de son monde et les choses.


d ’après F. Varela

Esther Thelen a montré récemment (1993) que l'acquisition de la capacité d'abstraction est inséparable de cycles de perception-action que l'enfant réalise sur certains objets, par exemple tous les objets qui contiennent de l'eau, les tasses, les verres, etc.

L'enfant va les manipuler intensément pendant une certaine période. Et si vous l'empêchez de le faire, ou s'il est empêché de le faire à cause d'un handicap, cela gêne son développement cognitif.

Thelen renverse la théorie antérieure en disant qu'à la base de ce développement, il y a l'incarnation sensori-motrice, le fait que toute perception entraîne une action, que toute action entraîne une perception, donc que c'est une boucle perception-action qui est la logique fondatrice du système neuronal.


Damasio - processus inverse - l’esprit façonne le cerveau -


La théorie de l’esprit

L’intelligence = des compétences individuelles + la capacité à interagir avec un environnement physique et social (percevoir et communiquer) ;

Raisonner ne se réduit pas à appliquer une séquence de règles expertes définies a priori mais implique plutôt une collection de processus concurrents, hétérogènes et évoluant de manière dynamique

Deux courants de pensée simultanés et complémentaires : Minsky - The Society of Mind (1985) / Vygotsky - The Mind in Society (1978) ;

La cognition distribuée


La cognition distribuée : ouvrir les frontières

la cognition n'est plus réduite à un processus local et isolé de traitement de l'information [Hutchin 95] , elle est envisagée au contraire comme : mettant en cause des processus de coopération et de

collaboration entre l'humain et son environnement (i) physique et (ii) social ;

distribuée temporellement : les raisonnements passés peuvent influencer les raisonnements futurs ;

dépendante du contexte (située) ; évoluant selon le résultat de ces traitements et

interactions ;


Minsky - The Society of Mind

un neurone isolé n'est pas intelligent, mais quelque part entre 1 et 100 milliards de neurones, il se produit quelque chose, il apparaît un phénomène qu'on peut nommer conscience ;

le cerveau humain est constitué d’une multitude de petits proces-sus spécialisés, nommés agents. Chaque agent ne peut, à lui seul, effectuer que quelques tâches simples ;

c’est le regroupement de ces agents en sociétés, c’est leur interaction, qui donne à notre cerveau sa dimension d’esprit. La pensée est plus qu’une somme d’éléments, elle résulte de la capacité à mettre en lien, en mouvement ;

«Si on dissèque un corps, on n’y trouve pas trace de vie, de même que si on dissèque un cerveau, on n’y trouve pas trace d’esprit» ;


Vygotsky - The Mind in Society

Vygotsky developed this idea of the social origins of individual psychological functions (Vygotsky, 1978; Wertsch, 1985).

He argued that every high-level cognitive function appears twice: first as an interpsychological process and only later as an intrapsychological process.

The new functional system inside the child is brought into existence in the interaction of the child with others (typically adults) and with artifacts.

As a consequence of the experience of interactions with others, the child eventually may become able to create the functional system in the absence of the others.

(from Hutchin 2000)


Une vision constructive de la relation entre l’esprit et le monde

La conception distribuée de la cognition induit une vision "constructive" de la relation entre l'esprit et le monde : celui-ci n'est plus considéré comme un réflecteur passif, mais comme le constructeur actif de sa propre réalité [Prem 97] ;

Une telle construction implique le système sensoriel, moteur et cognitif dans son ensemble ;

l'interaction avec le monde extérieur permet l'émergence de structures cognitives (construction du sens, interprétations, besoins, buts) qui vont en retour suggérer et diriger des actions sensori-motrices permettant de poursuivre l'exploration de l'environnement ;



La cognition : un processus situé - au principe de distribution est associé un principe d’adaptation selon lequel le contexte (mental, physique, social) au sein duquel se déroule l'activité cognitive se développe de manière conjointe, comme partie intégrante de l'activité [Resnick 91].

En d'autres termes, "A central tenet of the situated action approach is that the structuring of activity is not something that precedes it but can only grow directly out of the immediacy of the situation" [Nardi 96].



Une même ligne de pensée a conduit au renouvellement des recherches en planification, par les théories de « l'action située » ;

Selon cette approche [Suchman 87], l'engagement même dans l'action va créer des circonstances que l'agent ne pouvait anticiper au moment où il construisait son plan d'action ;

Ces circonstances sont utilisées pour affiner l’action engagée, et affinées par cette même action ;


Un exemple (Beach 1993)

stratégies utilisées par des garçons de café pour mémoriser les commandes des clients : utiliser l'emplacement des verres (vides ou pleins) sur le bar, ainsi que des indices sur les tables des clients (position et état des sous-verres) ;

les barmen utilisent d'abord des indices verbaux, puis, au fur à mesure que se développe l'expertise, les informations disponibles dans l'environnement ;

devenir expert, c'est exploiter les ressources de l'environnement, c’est développer le caractère situé de l’activité ;

une partie de l'organisation de l'action est prise en charge par l'environnement ; les éléments de l’environnement orientent et structurent l'action du sujet, qui en retour va modifier l’environnement ;


Approche




Vision humaine & croyances

dans l’Antiquité : c’est l’oeil qui émet de la lumière, qui éclaire les objets et permet la vision ;

Platon (428 - 347 avant Jésus Christ) : " Il nous reste à étudier un quatrième genre d'impression sensible... que nous avons désigné sous le nom général de couleur, sorte de flamme qui s'échappe des corps et dont les parties en s'unissant symétriquement à la vue (qui est elle même une flamme) produisent les sensations. "

Selon les Pythagoriciens et Euclide ( IIIème siècle avant Jésus Christ) : " Nous pouvons chercher longtemps une aiguille tombée à nos pieds ; pour que nous la voyons, il faut que notre regard tombe sur elle, qu'elle soit touchée par quelque chose, un quid, allant de l'oeil à l'objet : chaque individu ne possède-t-il pas un feu intérieur? "


Vision humaine & croyances

« la lumière est indépendante du sujet qui la regarde » Ahlazen (XIe siècle) ; elle existe indépendamment de notre oeil, et c’est elle qui parvient à notre œil ;

des expériences pour mettre en évidence l’effet de la lumière sur l’œil : comment l’ombre d’un objet est-elle observée si c’est

l’oeil qui émet la lumière? comment la lumière du Soleil, issue de l’oeil de

l’observateur, pourrait-elle le blesser et l’aveugler ? comment expliquer que les détails d’un objet ne sont

observables que lorsque les conditions d’éclairement extérieur sont bien maîtrisées ?


La vision comme construction du sens

Il convient, pour parvenir à interpréter cette scène, de combiner détection (distinguer les taches noires des taches blanches) et association (regrouper ces taches en un ensemble cohérent) ;

Des points d'ancrage (cercle rouge) constituent sans doute l'"amorce" d'une compréhension globale de la scène.



La vision comme articulation entre deux processus fondamentaux : des processus de détection/discrimination, et des processus de construction/regroupement ;

Selon la théorie gestaltiste de l'organisation, l'interprétation, ou construction du sens, résulterait ainsi d'un équilibre entre des processus visant à isoler et à déceler des formes et des processus visant à les regrouper afin de créer d'autres entités spatialement et conceptuellement cohérentes ;



un exemple de «contour subjectif », une classe d’illusions visuelles (G. Kanizsa) ;

nous voyons les figures subjectives parce que notre cerveau cherche automatiquement à délimiter des régions et, de ce fait, à donner un sens à une figure a priori quelconque ;

il se pourrait également que nous considérions l’ensemble de la figure comme un puzzle à reconstituer en y cherchant des formes familières ou simples ;


La vision comme processus situé

le contexte joue un rôle majeur dans l'orientation des processus visuels : une situation est toujours perçue et ne prend sens que dans un contexte donné ;

Illusion de Titchener: le cercle central de la configuration de gauche paraît plus grand que celui de la configuration de droite ;

la vision est un processus qui ne peut être défini de manière abstraite et "désincarnée » ;

"the context in which cognitive activity takes place is an integral part of that activity, not just the surrounding context for it" [RES 91].


La vision commme processus situé

Un carré clair dans l ’ombre est du même gris qu ’un carré sombre à l ’extérieur de l ’ombre

"Whilst part of what we perceive comes through our senses from the object before us, another part (and it may be the larger part) always comes out of our own mind."

- W. James


« A text is an open universe where the interpret may discover an infinite range of connexions - » - U. Ecco, The limits of interpretation, 1990

La vision comme activité d’exploration The « unexpected » visitor

A.L.Yarbus, Eye Movements & Vision, 1967

A room with a group of people; a piano in the background;

A man entering a room, he is wearing an overcoat and has a hat in his hand ;

A woman is in foreground standing up from a chair looking towards a man entering the room ;

A baby in a high chair, three other children in the back-ground observing the visitor ;

A woman in an apron by the door ;


La vision comme activité d’exploration

1. No question asked2. Judge economic status3. Give the ages of the

people4. What were they doing

before the visitor arrived?5. What clothes are they

wearing?6. Remember the position of

people and objects7. How long is it since the

visitor has seen the family?


Le rôle de l’attention sélective

Daniel J. Simons, Surprising studies of visual awareness (2003) http://viscog.beckman.uiuc.edu/djs_lab/


Scene understanding : « we do not just see, we

look »

The previous display examplifies our capacity to work in presence of a large amount of information, part of it is imperfect and noisy, part of it is purely not relevant to the task at hand.

There is no ideal representation, rather the necessity to constrain interpretation processes in an active way ;

Vision is the problem of controlling trial and error processes ;

Vision is an act of attention : “we do not just see, we look” ;

We act toward the external world in order to achieve a particular goal. There is no necessity to reconstruct everything, if it is not needed : rather keep focused on what is needed with respect to the goal ;


Voir : un processus complexe

Des travaux comme ceux de Yarbus [YAR 67] suggèrent de considérer la vision non plus seulement comme une activité de représentation d'objets, mais plutôt comme une activité d'exploration guidée par la recherche d'objets, la collecte d'informations et l'acquisition de connaissances.

Ainsi, la vision n'obéit pas à un but externe, prédéfini : il s'agit au contraire d'un processus prescriptif selon lequel les perceptions passées suscitent l'intention de perceptions futures.

La vision peut dès lors être envisagée comme un processus incrémental, opérant des transformations sur le monde, qui à leur tour changent la façon dont le monde est perçu et interprété.


Distribution et construction du sens

Pour la cognition comme pour la perception, la distribution s'avère un principe fondamental de l'élaboration du sens.

Des mécanismes similaires joueraient un rôle central dans la compréhension du langage [Victorri 96] : la construction du sens des unités est ici envisagée comme un processus dynamique ;

chaque unité interagit avec les autres unités de l'énoncé pour d'une part produire un sens global de l'énoncé, mais aussi pour d'autre part donner un sens "local" à chaque constituant de l'énoncé, selon un principe de "composition gestaltiste".


Distribution et construction du sens

Un tel processus est ancré dans l'analyse et l'élaboration de contextes (recherche de groupements, hypothèses d'interprétation) et dans la recherche de points d'ancrage : l ’élaboration du sens est donc le résultat d’une interaction et non un élément figé, enclos, explicitable a priori, il s'agit d'un processus incarné dans l’action d’un sujet, guidé par une intention, sur un environnement.

L'activité cognitive est finalement définie comme un processus dual d'interaction, au cours duquel l'objet et le but se révèlent mutuellement ;


what the computer sees…


De la perception à l’action : les affordances

psychologie écologique Gibson (1979) : rendre compte de l’adaptation sophistiquée de tout individu vivant, animal ou humain, à son environnement et cela malgré la taille parfois très rudimentaire du cerveau de certains animaux ;

exemple : selon la taille de l’animal, un buisson constituera pour lui un simple obstacle dans sa course ou bien un refuge où il pourra facilement se cacher des prédateurs ; un arbre apporte de l’ombre, c’est aussi un lieu pour faire son nid ;

Tout se passe comme si la perception « donnait à percevoir » ce qui convient à l’usage, pour un sujet donné ;


De la perception à l’action : les affordances

se détacher à la fois d’une dichotomie parfaite entre l’individu et son environnement ambiant et d’une vision symbolique du traitement de l’information ;

l’individu est inscrit dans son environnement ; c’est l’interaction entre :

les caractéristiques de l’individu et son action actuelle Et les propriétés du contexte environnemental

qui détermine la nature des sollicitations offertes et leur valeur adaptative (les affordances) ;

une affordance : une perception qui permet une adaptation immédiate de l’individu, compte tenu de ses caractéristi-ques biomécaniques et sensori-motrices, sous la forme d’une action prenant en compte cette perception ;


Une définition pour ergonomes…

Norman (1994) : affordance = « the perceived and actual properties of the thing, primarily those fundamental properties that determine just how the thing could possibly be used » ;

the sharp blade of a knife affords cutting ; its handle affords gripping ; paper and pencil afford the possibility of writing and drawing ; a doorknob affords opening ;

how objects entice us to afford them ; perceptual psychologists ask, "What is it about this

object that makes people want to use it this way?" The object must talk to us with some sort of language. If we can understand this language, then we can make tools that tell us how to use them ;


Affordance for a chair

Sleeping on

Peeking somethingon the shelf

Reading a book

Breaking windows

Hanging up a coat on


De la perception à l’action : Bergson

l'homme ne saisit des choses que ce qui l'intéresse pratiquement ; la perception est donc déterminée d'abord par les nécessités de l'action ;

Bergson rejette l'idée d'une " perception "pure » ; La perception d’un objet nous indique le plan d’une action

possible sur cet objet bien plus qu’elle ne nous renseigne sur l’objet lui-même ;

Les contours que nous trouvons dans les objets dénotent simplement ce que nous pouvons atteindre, manipuler ou modifier ;

Ces lignes que nous voyons tracées dans la matière sont simplement les chemins par lesquels nous sommes appelés à nous mouvoir ;

Ils sont perçus à la mesure de l’intelligence que nous avons formée pour les atteindre ;


Des comportements cognitifs…

Behavior is often described as the computation of a response to a stimulus. This description is incomplete in an important way because it only examines what occurs between the reception of stimulus information and the generation of an action ;

Behavior is more correctly described as a control process where actions are performed in order to affect perceptions. This closed-loop nature of behavior is de-emphasized in modern discussions of brain function, leading to a number of artificial mysteries. A notable example is the “symbol grounding problem” ;

When behavior is viewed as a control process, it is natural to explain how internal representations, even symbols, can have meaning for an organism, and how actions can be motivated by organic needs. (Paul Cisek, 1999) ;

Les symboles : des régularités dans l’interaction corps-environnement


Des avancées majeures

La place des neurosciences : des modèles intégratifs des fonctions cognitives supérieures

de nouvelles fonctions mentales ou psychiques : conscience, émotions, jugement, vie morale, culture

revisiter les questions de perception et d ’action un rapprochement entre

neurosciences et philosophie et psychiatrie

une augmentation des phénomènes à expliquer et des approches théoriques

18 octobre 2005master information cognition apprentissage - grenoble1 une introduction aux sciences...

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