Karim SEHABAKsehaba@univ-lr.fr

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De nombreux systèmes interactifs d’aide à la structuration des enfants avec autisme sont développés. Il s’agit des systèmes robotiques ou des logiciels qui peuvent interagir avec l’utilisateur humain. Parmi les systèmes robotiques, citons le robot KISMET et la poupée ROBOTA qui peuvent exprimer des interactions sociales. D’autres systèmes utilisent un environnement virtuel pour la compréhension des expressions émotionnelles des enfants avec autisme. Cependant, à notre connaissance, il n’existe pas un système proposant une approche adaptative qui tient compte des directives de l’expert dans un but éducatif. L’adaptabilité que nous considérons consiste à définir un modèle informatique suffisamment souple pour s’adapter aux caractéristiques émotionnelles et comportementales de chaque enfant, et intégrer des données personnalisées de son monde familier et des croyances qui s’y rattachent.

Notre objectif : Assurer une interactivité entre l’enfant avec autisme et des jeux éducatifs. Il s’agit de définir un système capable d’identifier le comportement de l’enfant et d'y répondre, de manière personnalisée et en temps réel, par des activités adaptées.

Introduction.

Jeux éducatifs personnaliséspour l’analyse du comportement des enfants autistes

Karim Sehaba1, Pascal Estraillier1, Didier Lambert2, Vincent Courboulay1 1Laboratoire Informatique - Image – Interaction, Université de la Rochelle

2 U.P.E.A. Centre Hospitalier Marius Lacroix, La Rochelle

Architecture du système

Contexte.Le travail entre dans le cadre du PROJET AUTISME en partenariat avec le service de pédopsychiatrie de l’hôpital de La Rochelle. Le but du projet consiste à mettre en œuvre un système logiciel et matériel qui présente à l’enfant des activités personnalisées sous forme de jeux éducatifs et de capter par différents moyens (caméra, écran tactile, souris, ...) les réactions de l’enfant, afin de comprendre son comportement et réagir en fonction des directives de l’expert.Dans ce contexte, nous définissons :

• Un Jeu est caractérisé par : un décor statique, des objets (pictogrammes, musiques, images,. . .) munis de comportements qui définissent les formes d’interactions associées et des règles de fonctionnement. Il possède des paramètres de configuration et des objectifs à atteindre.• Une Activité est une instance d’un jeu (avec une configuration particulière et des objectifs qualifiés et quantifiés).• Un Protocole est une séquence d’activités ordonnées, déterminée en vue de permettre à l’enfant de réaliser des objectifs complexes.• Une directive caractérise un état du système (et en particulier son évolution liée au comportement de l’enfant) et lui associe des traitements qui s’adaptent au cours de l’activité.

La méthodologie d’utilisation de système permet de caractériser l’interaction entre l’utilisateur (enfant avec autisme ou tuteur de l’enfant) et le système. Chronologiquement :

1.Connexion Le tuteur de l’enfant se connecte au système, il charge le profil de l’enfant,

puis il spécifie les buts à atteindre. Une fois ces informations entrées, un cas cible est créé et transmis par message au système.

2. Configuration Le message est intercepté par l'agent de décision. Ce dernier génère un

protocole adapté à la situation actuelle du cas cible. Un rapport de raisonnement sera envoyé à l'utilisateur. Ce rapport contient le cas source choisi, les valeurs de la similarité et de l'effort d'adaptation entre le cas cible et le cas source ainsi que les modifications faites au niveau des activités du scénario du cas source sélectionné.

L’architecture du système que nous présentons vise à apporter souplesse et modularité dans l’accompagnement individualisé de l’enfant autiste. Dans cette optique, nous proposons une architecture d’un système multi-agents qui permet à l’enfant et à l’expert d’interagir avec différents agents selon les activités qu’ils mèneront.

Pour chaque enfant sont associés les trois agents suivants :

1. Agent Observateur Il joue le rôle de médiateur entre le système et

l’enfant. Principalement, il observe les actions de l’enfant, informe d’autres agents du comportement de l’enfant si nécessaire et donne l’accès aux ressources du système (voir [2]).

2. Agent de Décision Il sélectionne et adapte la stratégie à adopter en

fonction des besoins et du profil de l’enfant. Il s’appuie sur l’agent observateur pour l’analyse et l’évaluation du comportement de l’enfant. Il peut donc interagir avec l’agent observateur, accéder au profil de l’enfant pour sélectionner et adapter les activités du protocole et mémoriser les nouvelles expériences pour enrichir ses connaissances, (voir [1][3]).

3. Agent d’exécution Il est chargé d’exécuter les activités du protocole

fournis par l’agent de décision. Également il sauvegarde la trace d’exécution. Cette dernière doit permettre de retrouver exactement ce que le système avait prévu de faire faire à l’enfant, les activités qui lui ont été proposées et ce qu’il a réalisé. Ces informations peuvent être visualisées sous deux formes [3] : animation graphique ou données statistiques. À partir de son évaluation l’expert peut modifier les protocoles, les directives, les règles de fonctionnement . . .

Conception.

Le rôle de l’expert dans le système consiste à :

Caractériser les activités, i.e. définir des instances de jeux avec des configurations particulières.Définir quelques objectifs éducatifs et les associer aux protocoles appropriés. Définir les directives. Caractériser le profil de chaque enfant. Analyser la trace d’exécution.

Méthodologie.

Implémentation.

Expérimentations.

3. Interaction Le tuteur lance les activités. Pendant la session, une

instance de l'agent observateur suit en permanence les actions de l'utilisateur. Chaque exception détectée au niveau du comportement de l‘enfant sera traitée par l'agent de décision en déclenchant un nouvel épisode de raisonnement.

4. Mémorisation À la fin de la session, l'utilisateur valide (dans la

dimension éducative) ou non le cas. Dans le cas favorable, le système procède à l'évaluation dans la dimension informatique pour sa mémorisation.

Le système a été développé avec Java, quand aux agents (s’observation, décision et d’exécution) avec la plateforme DIMA.

Nous avons développé par la suite, une interface permettant à l’expert de définir les activités (voir la figure ci-dessus), les cas. Ces informations ainsi que les profils des enfants sont stockés dans un serveur de données.

Une étude est menée avec nos partenaires du secteur médical pour valider l’approcheproposée.

Le programme éducatif, administré par une équipe de pédopsychiatre, cible spécifiquement les fonctions problématiques de l’enfant. En particulier, l’attention, la perception, la motricité et le contact. Des outils d’évaluation, aussi bien assurés par le système que l’observation directe par les psychologues, ont été utilisés pour évaluer l’évolution les enfants

Références :[1] K. Sehaba, P. Estraillier. A Multi-agent System for Rehabilitation of Children With Autism. In AAMAS-05 Workshop on Agent-Based Systems for Human Learning (ABSHL'05). July 2005, Utrecht, the Netherlands. [2] K. Sehaba, V. Courboulay, P. Estraillier. Interactive system by observation and analysis of behavior for children with autism. 8th European conference for the advancement of assistive technology in Europe (AAATE’05), pages 358–362. September 2005, Lille. [3] K. Sehaba, P. Estraillier, D. Lambert. Interactive Educational Games for Autistic Children with Agent-Based System. 4th International Conference on Entertainment Computing (ICEC'05), pages 422–432, Springer. September 2005, Sanda, Japan.

Troisièmes rencontres du Réseau national d'études cognitives et neurocognitives de l'autisme, Paris, France. Novembre 28, 2005

Méthodologie d’utilisation

La Trace d’exécutionAnimation graphique Données statistiques