Marc PARENTHOEN tel : +33 (0)298 05 66 25
Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest
Laboratoire d'Informatique Industrielle 		fax : +33 (0)298 05 66 29
Technopôle Brest-Iroise
Parvis Blaise Pascal
Case Postale n° 30815
F-29608 Brest Cedex - France 		e-mail : parenthoen@enib.fr


Présentation


Je travaille au laboratoire d'informatique industrielle (Li2) à Brest dans le cadre d'une thèse (PRAG demi-service, soutenance fin 2003) dirigée par Jacques Tisseau. J'enseigne des maths et une introduction aux sciences cognitives (j'ai suivi le DEA de Sciences Cognitives de Grenoble) aux etudiants de l'Enib, de l'Enstb (écoles d'ingénieurs brestoises) et du Mastère RVD.

Le Li2 est un labo de recherche (activités du Li2.ppt_1,3Mo) en réalité virtuelle, approche individu-centrée associée à un principe d'autonomie. Nous avons travaillé notamment sur les modèles permettant d'implémenter des agents autonomes pour peupler ces mondes virtuels. Mon premier sujet de thèse en "Sciences Cognitives / Intelligence Artificielle / Réalité Virtuelle" consistait en la conception et implémentation d'un modèle de comportement pour des acteurs virtuels crédibles. Plus precisement, il s'agissait de réaliser des marins virtuels crédibles, qui vont improviser en interaction libre (entre eux et avec des avatars d'opérateurs humains, en temps réel) sur un voilier virtuel. J'ai réalisé ce travail de recherche en collaboration avec Thierry Morineau (GRESICO/UBS_Vannes) ainsi que Bernard Simon et Jean Yves Guinard (Laboratoire des Sciences du Sport et des Activités Nautiques/UFR.STAPS/UBO_Brest) sur la modélisation de la coordination perception-décision-action lors d'une activité sensorimotrice pour la planification de trajectoire.

J'utilisais des idées issues des travaux de Tolman ("Cartes Cognitives Floues, FCMs" -> [Kosko]), Gibson et Shepard ("Affordances", "Resonance") et Berthoz ("Perception Active"), et m'intéresse très spécifiquement au comportement du barreur sur un voilier, avec l'aide de Jean Francois Cuzon et de Michel Desjoyaux.

Nous avons montré que les Cartes Cognitives Floues permettent la spécification, le controle, la prédicton et l'apprentissage d'un comportement perceptif chez des acteurs virtuels (VRIC'01, Fuzz-IEEE'01). Nous avons présenté une approche psychologique aidant à la réalisation d'un Graphe Gognitif correspondant à l'expertise du comportement d'une activité sensorimotrice (EURO'01). Nous avons implémenté la notion de "perception de soi" chez des acteurs virtuels (GTAS'01, ICVS'01) grace à une simulation dans la simulation correspondant au monde imaginaire d'un acteur virtuel. Nous nous inspirons de résultats neurophysiologiques pour obtenir des acteurs virtuels au comportement crédible et capables de mimétisme (JICD'02, SCI'02, SMC'02 et LFA'02).

Pour faire fonctionner le barreur virtuel, il fallait une mer virtuelle. A l'occasion d'un état de l'art sur les mers virtuelles, nous nous sommes rendu compte d'une lacune concernant l'animation des mers jeunes, et dans la représentation d'un plan d'eau hétérogène, où les vagues, les déferlements, les vents, les courants et la bathymétrie interagissent pour former les affordances maritimes des navigateurs. Le sujet a pris tant d'importance qu'il en est devenu mon nouveau sujet de thèse.
Cette thèse s'incrit dans le cadre de la modélisation des phénomènes naturels pour une instrumentation en un système de réalité virtuelle.
La thèse que nous défendons porte sur deux hypothèses principales :
1) Les phénomènes sont modélisés sous la forme d'entités autonomes.
2) Les interactions entre les entités passent par un milieu qui est
créé et façonné par les entités elles-mêmes.
Premièrement, l'autonomisation des modèles, consistant à donner au modèle du phénomène naturel des capacités de perception, d'action et d'adaptation, est une solution pragmatique efficace pour la modélisation d'un système complexe où de nombreux modèles doivent interagir de multiples façons.
Deuxièmement, en déléguant aux modèles la fabrication du milieu dont ils ont besoin pour déterminer leurs interactions, nous pouvons simuler dans un même environnement virtuel des modèles liés à des échelles phénoménologiques très différentes les unes des autres, sans passer par un maillage a priori de l'espace-temps, tout en respectant, par exemple, les lois de conservation en physique.


Curriculum Vitae


Recherche

Thèse sur la Mer


Mots-clés: modélisation, autonomisation, énaction, simulation, interaction animation de la mer, réalité virtuelle, système complexe


Résumé:
Cette thèse s'incrit dans le cadre de la modélisation des phénomènes naturels pour une instrumentation en un système de réalité virtuelle.
La thèse que nous défendons porte sur deux hypothèses principales :
1) Les phénomènes sont modélisés sous la forme d'entités autonomes.
2) Les interactions entre les entités passent par un milieu qui est créé et façonné par les entités elles-mêmes.
Premièrement, l'autonomisation des modèles, consistant à donner au modèle du phénomène naturel des capacités de perception, d'action et d'adaptation, est une solution pragmatique efficace pour la modélisation d'un système complexe où de nombreux modèles doivent interagir de multiples façons.
Deuxièmement, en déléguant aux modèles la fabrication du milieu dont ils ont besoin pour déterminer leurs interactions, nous pouvons simuler dans un même environnement virtuel des modèles liés à des échelles phénoménologiques très différentes les unes des autres, sans passer par un maillage a priori de l'espace-temps, tout en respectant, par exemple, les lois de conservation en physique.

Ces hypothèses conceptuelles sont traduites en un modèle formel pragmatique, dans lequel nous formalisons des notions d'objet actifs, d'entité autonome et d'organisation énactive. La formalisation fournit une méthode de modélisation des phénomènes naturels et d'instrumentation de ces modèles permettant au concepteur de simuler en réalité virtuelle le système multi-modèles à tout moment de la création.

Nous appliquons ces idées pour réaliser une animation interactive de la surface de la mer. Le système de réalité virtuelle générant les états de mer doit pouvoir être utilisable par des marins et être crédible aux yeux des océanographes. Le modèle obtenu se nomme IPAS (Interactive Phenomenological Animation of the Sea) et permet l'animation d'un plan d'eau hétérogène de plusieurs kilomètres carrés. IPAS intègre, d'une part les notions marines de groupe de vagues, de déferlement, de vents synoptique et local, de courant et de bathymétrie, d'autre part les notions physiques de conservation de l'action, de stress du vent, de réfraction des vagues de gravité lors des interactions vagues/déferlements/vents/courant/bathymétrie. Les simulations ont lieu en temps réel et ne nécessitent aucun pré-calcul.

Cette thèse, qui propose une nouvelle manière de simuler des phénomènes naturels, ouvre de nombreuses perspectives à venir.
On pourra, par exemple,
1) consolider la validité océanographique d'IPAS en réalisant des expériences virtuelles d'évolution d'état de mer et les comparer avec des résultats théoriques ou expérimentaux,
2) utiliser la méthode de modélisation pour d'autres phénomènes que la surface de la mer,
3) prouver son équivalence formelle avec les méthodes numériques classiques de résolution des systèmes d'équations différentielles, lorsque les entités sont des interactions entre des volumes élémentaires devant respecter les mêmes lois physiques que celles ayant permis d'établir les équations.

Plan du mémoire:
1 introduction
---
Partie I : les états de mers
2 la mer des marins
3 la mer des océanographes
4 la mer des infographistes
---
Partie II : animation phénoménologique
5 fondements conceptuels
6 formalisation d'un modèle énactif
7 du modèle formel aux entités virtuelles
---
Partie III : le modèle IPAS
8 entités physiques du modèle IPAS
9 interactions phénoménologiques dans IPAS
---
10 conclusion
---
Annexes

Thèmes précédents, mais toujours d'actualité:

Concepts-clés: Corporéité, Enaction, Affordance et Résonance
Mots-clés: Acteur Virtuel, Perception Active, Psychologie Cognitive, Mouvement, Faisabilités (Affordances), Résonances, Cartes Cognitives Floues
Auteurs-clés: Bates J., Berthoz A., Buzsaki G., Gibson J.J., Hayes-Roth B., Kosko B., Magnenat N., Mateas M., Merleau-Ponty M., Rolls E.T., Shepard R.N., Stoffrengen T.A., Thalmann D., Tolman E.C., Varela F.J..


Publications :
lien vers les publications


Projets :


Stages de D.E.A


Enseignements