Dialogue homme-machine
Conception et enjeux

Coll. Informatique

Auteur :

Directeur de Collection : POMEROL Jean-Charles

Langue : Français

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Date de parution :
Ouvrage 210 p. · 15.6x23.4 cm · Broché · 
ISBN : 9782746245228 EAN : 9782746245228
Éditions Lavoisier

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Le dialogue entre un homme et une machine n’est pas encore similaire au dialogue naturel entre deux humains. Des techniques issues de plusieurs disciplines sont appliquées avec une habileté croissante, pour une fluidité et un réalisme en progrès. Analyse linguistique, résolution des références, identification des actes de dialogue, des intentions de l’utilisateur, décision de la réaction du système et du message à produire en retour : autant d’étapes de traitement caractérisées chacune par des théories propres et des ressources spécifiques. Cet ouvrage synthétise les principaux problèmes posés par chaque étape de conception d’un système de dialogue homme-machine tout en proposant plusieurs pistes pour suivre la voie d’un dialogue en langage naturel. Il se fonde sur les expériences de recherche et les développements récents, avec des préoccupations recoupant celles des domaines de l’intelligence artificielle, du traitement automatique des langues, des interfaces homme-machine, comme les interfaces multimodales ou multimédias.

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

PREMIÈRE PARTIE. REPÈRES HISTORIQUES ET MÉTHODOLOGIQUES ... 17

Chapitre 1. Un bilan de l’évolution des recherches et des systèmes . . . . . 19

1.1. Quelques repères historiques essentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.1.1. Premières motivations, premiers systèmes écrits . . . . . . . . . . 21

1.1.2. Premiers systèmes oraux et multimodaux . . . . . . . . . . . . . . 26

1.1.3. Systèmes actuels : multiplicité des domaines et des techniques . . 29

1.2. Une liste des capacités possibles d’un système actuel . . . . . . . . . . 31

1.2.1. Les dispositifs de capture et leur exploitation . . . . . . . . . . . . 31

1.2.2. Les capacités d’analyse et de raisonnement . . . . . . . . . . . . . 34

1.2.3. Les types de réaction du système et leur manifestation . . . . . . . 35

1.3. Les enjeux actuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1.3.1. Adapter et intégrer des théories existantes . . . . . . . . . . . . . . 37

1.3.2. Diversifier les capacités des systèmes . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.3.3. Rationaliser la conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.3.4. Faciliter le développement informatique . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Chapitre 2. Les disciplines du dialogue homme-machine . . . . . . . . . . . 43

2.1. Aspects cognitifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.1.1. Perception, attention, mémoire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.1.2. Représentation, raisonnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.1.3. Apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.2. Aspects linguistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.2.1. Niveaux d’analyse de la langue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.2.2. Traitements automatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

2.3. Aspects informatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.3.1. Structures de données, ressources électroniques . . . . . . . . . . 58

2.3.2. Interfaces homme-machine, interfaces plastiques et ergonomie . . 58

2.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Chapitre 3. Les étapes de réalisation d’un système de dialogue . . . . . . . 61

3.1. Comparaison de quelques déroulements de réalisations . . . . . . . . . 62

3.1.1. Un scénario correspondant aux années 1980 . . . . . . . . . . . . 62

3.1.2. Un scénario correspondant aux années 2000 . . . . . . . . . . . . 63

3.1.3. Un scénario actuel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.2. Description des principales étapes de réalisation . . . . . . . . . . . . . 65

3.2.1. La spécification de la tâche et des rôles du système . . . . . . . . 65

3.2.2. La spécification des phénomènes couverts . . . . . . . . . . . . . . 67

3.2.3. La réalisation d’expérimentations et les études de corpus . . . . . 68

3.2.4. La spécification des processus de traitement . . . . . . . . . . . . 71

3.2.5. L’écriture des ressources et le développement . . . . . . . . . . . . 72

3.2.6. L’évaluation et le passage à l’échelle . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.3. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Chapitre 4. Des architectures pour des systèmes réutilisables . . . . . . . . 77

4.1. Architectures run-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4.1.1. Une liste de modules et de ressources . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4.1.2. Le flux des traitements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

4.1.3. Le langage d’interaction entre modules . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.2. Architectures design-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4.2.1. Boîtes à outils et ateliers de génie logiciel . . . . . . . . . . . . . . 83

4.2.2. Middleware pour l’interaction homme-machine . . . . . . . . . . 84

4.2.3. Enjeux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.3. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

DEUXIÈME PARTIE. LES TRAITEMENTS DES ENTRÉES . . . . . . . . . . . 87

Chapitre 5. Analyses et représentations sémantiques . . . . . . . . . . . . . 89

5.1. La langue dans le dialogue et dans le dialogue homme-machine . . . . 90

5.1.1. Caractéristiques principales du langage naturel . . . . . . . . . . . 90

5.1.2. Langue orale et langue écrite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

5.1.3. Langue et dialogue spontané . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

5.1.4. Langue et gestes conversationnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

5.2. Les traitements informatiques : du signal à la représentation du sens . . 96

5.2.1. Analyses syntaxiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

5.2.2. Ressources sémantiques et conceptuelles . . . . . . . . . . . . . . 98

5.2.3. Analyses sémantiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

5.3. L’enrichissement de la représentation du sens . . . . . . . . . . . . . . . 101

5.3.1. Au niveau de l’énoncé linguistique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

5.3.2. Au niveau de l’énoncé multimodal . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

5.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Chapitre 6. La résolution des références . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

6.1. Résolution des références à des objets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6.1.1. Le modèle des domaines de référence multimodaux . . . . . . . . 108

6.1.2. Analyse de la scène visuelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

6.1.3. Analyse des gestes de désignation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6.1.4. Résolution de la référence en fonction de la détermination . . . . 112

6.2. Résolution des références à des actions . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

6.2.1. Référence aux actions et sémantique verbale . . . . . . . . . . . . 114

6.2.2. Analyse de l’énoncé « mets ça ici » . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

6.3. Gestion des anaphores et des coréférences . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

6.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Chapitre 7. La reconnaissance des actes de dialogue . . . . . . . . . . . . . 121

7.1. Nature des actes de dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

7.1.1. Définitions et phénomènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

7.1.2. Le problème des actes indirects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

7.1.3. Le problème des actes composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

7.2. Identification et traitement des actes de dialogue . . . . . . . . . . . . . 127

7.2.1. Classification et identification des actes . . . . . . . . . . . . . . . 127

7.2.2. Cas des actes indirects et des actes composites . . . . . . . . . . . 128

7.3. Traitement des actes de dialogue multimodaux . . . . . . . . . . . . . . 129

7.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

TROISIÈME PARTIE. LE COMPORTEMENT DU SYSTÈME ET SON ÉVALUATION . . . . . . .131

Chapitre 8. Quelques stratégies de dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

8.1. Aspects naturels et coopératifs de la gestion du dialogue . . . . . . . . . 134

8.1.1. But commun et coopération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

8.1.2. Tours de parole et aspects interactifs . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

8.1.3. Interprétation et inférences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

8.1.4. Dialogue, argumentation et cohérence . . . . . . . . . . . . . . . . 138

8.1.5. Choix d’une réponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

8.2. Aspects techniques de la gestion du dialogue . . . . . . . . . . . . . . . 141

8.2.1. Gestion et contrôle du dialogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

8.2.2. Modélisation de l’historique du dialogue . . . . . . . . . . . . . . 143

8.2.3. Gestion du dialogue et gestion de la multimodalité . . . . . . . . . 147

8.2.4. Un système de dialogue peut-il mentir ? . . . . . . . . . . . . . . . 149

8.3. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Chapitre 9. La gestion de la multimodalité en sortie du système . . . . . . 153

9.1. Méthodologie pour la gestion des sorties . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

9.1.1. Principes généraux pour la multimodalité en sortie . . . . . . . . . 155

9.1.2. Facteurs humains pour la présentation multimédia . . . . . . . . . 156

9.2. Pragmatique pour la présentation multimédia . . . . . . . . . . . . . . . 160

9.2.1. Valeurs et forces illocutoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

9.2.2. Valeurs et forces perlocutoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

9.3. Processus de traitement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

9.3.1. Répartition de l’information sur les canaux de communication . . 162

9.3.2. Gestion de la redondance et de la fission multimodales . . . . . . 164

9.3.3. Génération d’expressions référentielles . . . . . . . . . . . . . . . 165

9.3.4. Valorisation d’une partie de l’information et synthèse . . . . . . . 165

9.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

Chapitre 10. L’évaluation de systèmes de dialogue multimodaux . . . . . . 169

10.1. Faisabilité de l’évaluation de systèmes de dialogue . . . . . . . . . . . 170

10.1.1. Quelques expériences d’évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

10.1.2. Méthodologies pour les interfaces homme-machine . . . . . . . . 174

10.1.3. Méthodologies pour le dialogue oral . . . . . . . . . . . . . . . . 175

10.1.4. Méthodologies pour le dialogue multimodal . . . . . . . . . . . . 176

10.2. Enjeux pour l’évaluation des systèmes multimodaux . . . . . . . . . . 177

10.2.1. Evaluation globale ou évaluation segmentée ? . . . . . . . . . . . 177

10.2.2. Faut-il gérer un corpus multimodal ? . . . . . . . . . . . . . . . . 179

10.2.3. Peut-on comparer plusieurs systèmes multimodaux ? . . . . . . . 180

10.3. Eléments méthodologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

10.3.1. Expertise de l’utilisateur et complexité du système . . . . . . . . 181

10.3.2. Questionnaires pour les utilisateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

10.3.3. Extension de DQR et de DCR au dialogue multimodal . . . . . . 185

10.3.4. Vers d’autres méthodes d’évaluation . . . . . . . . . . . . . . . . 188

10.4. Bilan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203