Conception d'une patiente virtuelle Alzheimer interactive et expressive : modélisation de biais d'évaluation pour la génération de comportements non-verbaux - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Designing an interactive and expressive Alzheimer virtual patient : modeling appraisal biases to generate nonverbal behavior

Conception d'une patiente virtuelle Alzheimer interactive et expressive : modélisation de biais d'évaluation pour la génération de comportements non-verbaux

Résumé

Alzheimer’s patients display a wide variety of emotional and behavioral disorders (apathy, aggressiveness, depression, etc.) that evolve with the disease. When dealing with this type of patient, medical and nursing staff must be trained to manage their own non-verbal behavior. They must also be trained to understand the patient’s behavior in order to improve the quality of interactions and avoid difficult situations. Standardized patients (human actors playing the role of the patient) are among the most commonly used traditional training tools. However, they are expensive and not widely available. As for digital training materials (online courses, videos...), they lack interactivity. Virtual patients, which are interactive animated characters that simulate patient behaviors, are increasingly used to train caregivers to interact with patients. They enable a precise and dynamic control of realistic behaviors on the virtual patient, while ensuring consistency with the educational objectives of the training. In this thesis, we introduce the method used to design such an interactive and expressive virtual patient to simulate a virtual patient with Alzheimer’s disease. Our work is part of the field of affective computing. This multidisciplinary field is at the intersection of computer science and cognitive psychology. We conducted a Wizard of Oz experiment and collected a corpus of interaction data between 31 medical and nursing staff members and a controlled version of our virtual patient. These data were analyzed and integrated into the design of an automatic model aiming at controlling automatically the reactions of the virtual patient. We thus introduce the COPALZ model (COmputational model of Pathological appraisal biases for a virtual Alzheimer’s patient), which is based on the Appraisal Bias Model from cognitive psychology. Our COPALZ model generates pathological appraisals of our virtual patient in order to reproduce the emotional and behavioral disorders associated with Alzheimer’s disease. The evaluation results suggest that our model can generate pedagogically relevant situations by adjusting the severity of the disease and the mood instability of the virtual patient.
Les patients atteints d’Alzheimer présentent une grande variété de troubles des émotions et des comportements (apathie, agressivité, dépression . . .) qui évoluent avec la maladie. Face à ce type de patients, les membres du personnel soignant et médical doivent être formés à gérer leur propre comportement non-verbal et interpréter celui du patient afin d’améliorer la qualité des interactions et éviter les situations difficiles. Parmi les outils de formation traditionnels les plus utilisés, les patients standardisés (acteurs humains jouant le rôle du patient) sont chers et peu disponibles, et les nouveaux supports de formation numérique (cours en ligne, vidéos . . .) manquent d’interactivité. Les patients virtuels, qui sont des personnages animés interactifs simulant les comportements d’un patient, sont de plus en plus utilisés pour former les soignants à interagir avec des patients. Ils permettent un contrôle fin et dynamique de comportements réalistes à afficher sur ces personnages virtuels, tout en assurant la cohérence avec les objectifs pédagogiques de la formation. Nous présentons dans ces travaux de thèses la méthode employée afin de concevoir un tel patient virtuel interactif et expressif pour simuler une patiente virtuelle atteinte d’Alzheimer. Ces travaux sont inscrits dans le domaine de l’informatique affective, qui représente un contexte multidisciplinaire à la frontière entre informatique et psychologie cognitive. Une expérimentation de Magicien d’Oz nous a permis de récolter un corpus de données d’interaction entre 31 membres du personnel médical et soignant, et une version contrôlée de notre patiente virtuelle. Ces données ont été analysées et intégrées à la conception d’un modèle automatique visant à contrôler automatiquement les réactions de la patiente virtuelle. Nous introduisons ainsi notre modèle COPALZ (COmputational model of Pathological appraisal biases for a virtual Alzheimer’s patient), qui se base sur le modèle Appraisal Bias Model issu de la psychologie cognitive. Notre modèle COPALZ permet de générer des évaluations pathologiques de notre patiente virtuelle afin de reproduire les troubles des émotions et des comportements associés à la maladie d’Alzheimer. Les résultats de l’évaluation suggèrent que notre modèle permet de générer des situations pédagogiquement intéressantes en adaptant le niveau d’avancement de la maladie et l’instabilité de l’humeur de la patiente virtuelle.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03894634 , version 1 (12-12-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03894634 , version 1

Citer

Amine Benamara. Conception d'une patiente virtuelle Alzheimer interactive et expressive : modélisation de biais d'évaluation pour la génération de comportements non-verbaux. Interface homme-machine [cs.HC]. Université Paris-Saclay, 2022. Français. ⟨NNT : 2022UPASG057⟩. ⟨tel-03894634⟩
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