Percevoir et analyser des situations

Toute notre vie, du matin au soir, nous percevons et analysons des situations. Parfois nous sommes confrontés à plusieurs dizaines de situations enchainées par minute. Nous adoptons 3 postures différentes selon la temporalité de la situation : présent, passé, futur.

L’analyse de situation en temps réel

Lorsque nous parcourrons les rayons d’un magasin, nous remarquons des produits sur les étagères et pour chacun d’eux, à tour de rôle, nous nous posons une multitude de questions. En ai-je besoin ? puis le payer ? vais-je aimer ? Ne serait-ce pas moins cher ailleurs ? Qu’est-ce que cela contient ? … Il s’agit ici d’une analyse de la situation en temps réel. Chaque situation concerne l’instant présent. Ces instants présents se succèdent produit après produit.

Arrivé au bout du rayon, certains produits resteront gravés dans notre mémoire quelques temps, d’autres seront oubliés immédiatement et d’autres ne seront même pas remarqués par notre système de perception. Notre vision du magasin n’est pas la vision de la réalité, c’est une image que nous nous construisons dans laquelle chaque élément est un avatar de l’élément réel.

L’avatar du produit est empreint de notre passé et de son contexte. Lorsque nous narrerons cette expérience, l’information transmise sera celle portée par l’avatar du produit et non le reflet fidèle de la réalité. Ainsi nous pourrons assurer avec force de conviction qu’un élément était vert alors qu’il était bleu. De même nous n’accepterons pas un produit strictement identique à celui que l’on cherche simplement parce qu’il a été posé dans un autre rayon, donc empreint d’un contexte inadéquat. Le produit est le même mais l’avatar du produit dans notre mémoire contextualisée ne l’est pas.

L’analyse de situation à postériori

En observant les lieux d’un accident, nous sommes confrontés à plusieurs interrogations. Que s’est-il passé ? Où est le conducteur ? Est-ce grave ? Quelles sont les responsabilités ? Comment éviter cela à l’avenir ? … Il s’agit ici d’une analyse de situation à postériori. Chaque situation concerne un instant passé. Ces instants passés se succèdent mais il nous est difficile de les reclasser temporellement. Identifier les relations de causes à effets nécessite une analyse méticuleuse.

L’analyse de situation à postériori libère l’être humain de la pression temporelle et contextuelle. Il a tout son temps pour analyser, il peut réviser sa position régulièrement, il peut prendre des hypothèses, faire des simulations. Plus le temps d’investigation sera important et plus l’expérience de l’observateur sera grande, plus l’avatar de chaque élément composant la scène situationnelle sera proche de la réalité.

Mais chaque avatar de la scène situationnelle présent en mémoire de l’observateur sera tout de même empreint du contexte et de l’expérience de l’observateur. Si plusieurs observateurs confrontent leurs observations, les échanges pourront élargir le champ de vision de chaque observateur sans toutes fois échapper complétement à ce principe constructiviste.

L’analyse de situation projective

Lorsque l’on se projette dans des situations futures, de nombreuses questions émergent également. Que vais-je recevoir comme cadeau à Noel ? Que vont dire mes amis ? Ou vais ranger çà ? Sera-t-il aussi beau que celui que j’ai vu ici ? … Il s’agit ici d’une analyse de situation projective. Chaque situation concerne un instant futur. Ces instants futurs se succèdent au gré de notre imagination sans réel contrôle de leur temporalité. Le futur présente l’avantage d’être malléable à volonté.

L’analyse de situation projective libère l’être humain de la pression temporelle, spatiale, contextuelle et matérielle. Il peut rêver à l’infini, il peut construire et amender ses projets, il peut glisser dans l’utopie. Plus le temps de projection sera important et plus le désir de l’observateur sera grand, plus l’avatar de chaque élément composant la scène situationnelle imaginaire se métamorphosera en une collection d’instances riche et variée.

Qu’il s’agisse d’un projet industriel, d’un projet personnel, d’une fiction, d’un rêve ou d’un cauchemar, chaque collection d’avatar composant les différentes instances de la scène situationnelle projective répondra aux lois constructivistes.

L’homme est un triple avatar pour lui même

Lors de ses analyses situationnelles en temps réel, à postériori ou projectives, l’homme met en œuvre un mécanisme cognitif très différent. Il s’agit en fait de 3 modes d’analyse de situation très distincts opérés par 3 avatars de nous-même.

Il nous est tous arrivé d’analyser à postériori nos propres comportements et de nous étonner de certains aspects qui nous paraissent irrationnels après coup. Ceci s’explique par le fait qu’entre l’analyse situationnelle temps réel et l’analyse situationnelle à postériori, nous avons « changé de logiciel ».

De la même façon il est facile pour un observateur qui analyse une scène situationnelle à postériori d’apporter son lot de critiques ou de conseils et nous projeter dans un futur ou nous serions capables de mieux gérer ladite situation, c’est-à-dire travailler le passé et le futur sans s’intéresser réellement au présent antérieur. Bien évidemment, lorsque la situation refera surface la même pensée reflexe l’accompagnera avec les mêmes effets, la leçon n’aura été retenue que par deux de nos trois avatars qui ne sont pas ceux à la manœuvre.

L’homme est un « data-intelligence system »

L’homme perçoit des situations et les analyse en mettant en œuvre plusieurs mécanismes cognitifs à l’issue desquels il enclenche des stratégies d’action. Ces situations s’organisent en scènes situationnelles qui se succèdent pour former des suites situationnelles imbriquées.

Il est capable de prendre en compte d’énormes quantité de données au travers de la vision, de l’audition, de l’odorat et dans une moindre mesure du toucher ou du goût. La scène situationnelle qui émane de sa perception est très riche et terriblement complexe.

  • Il sait prendre en compte des informations en temps réel, c’est-à-dire avant la fin de la situation en cours, qu’il va exploiter pour corriger sa position face à la situation.
  • Il sait prendre en compte des informations en temps différé, c’est-à-dire après la fin d’une situation, qu’il peut se remémorer pour alimenter son analyse à postériori.
  • Il sait prendre en compte des informations en temps révélé, c’est-à-dire bien après la fin de la situation qui leur a donné naissance et sans qu’il ne puisse la remémorer, mais qui peuvent alimenter son analyse de situation projective.

Il est aussi capable de faire des analogies et de conduire des raisonnements déductifs, inductifs ou abductifs. Il catégorise les choses et les gens, il effectue des abstractions sur l’information qu’il reçoit, il fait émerger des phénomènes à partir des événements observés… Il commet aussi des erreurs d’interprétation et des biais cognitifs et il développe des croyances qui alimentent ses convictions.

Mais le plus impressionnant réside dans sa capacité à détecter des signaux faibles et à traiter de l’incertitude. En effet, alors que rien ne l’y prépare, l’homme a le pouvoir de reconnaitre un ami qui marche dans une foule immense dans un lieu improbable. Les signaux faibles sont les prémisses de changements, de phénomènes, de comportements qui ont été durant des milliers d’années synonymes de dangers pour l’homme, moins fort que les animaux qui peuplaient son quotidien. Aujourd’hui les dangers sont tout autres et nous mettons en œuvre cette capacité pour réaliser nos prédictions, pour innover, pour être agiles.

Enfin l’homme dispose d’une forte disposition à prendre en charge les incertitudes. Nous savons que lorsque l’on nous dit que l’on a vu une voiture bleue s’enfuir, cette voiture était peut-être verte ou noire. Il y a toujours de l’incertitude même dans une scène situationnelle narrée avec conviction. C’est en ayant cette capacité à insérer de l’incertitude, que les énigmes peuvent se dénouer, que les problèmes peuvent trouver des solutions.

Tout ceci nous permet de comprendre que l’homme est un data-intelligence system (DIS) qui capte la réalité du monde au travers de ses sens, construit des scènes situationnelles dans sa mémoire, les analyse et décide de stratégies qu’il met en œuvre au travers de ses moteurs (gestes, paroles) en interagissant sur le monde réel.

Si l’on souhaite développer des DIS en intelligence artificielle pour percevoir et analyser des situations automatiquement, autant s’en inspirer.

Automatiser l’analyse de situations

Les processeurs d’analyse situationnelle

Un processeur d’analyse situationnelle est une machine apprenante qui repose sur 3 piliers :

  • Un pilier technologique d’intelligence artificielle, apte à travailler sur des treillis informatifs attachés à chaque individu représentant sa connaissance et son champ de conscience, et mettant en œuvre une panoplie d’algorithmes reproduisant ses raisonnements
  • Un pilier mathématique de calcul différentiel et tensoriel apte à travailler sur des données incertaines et détecter des singularités (Bernhard Riemann, Henri Poincaré, René Thom, …)
  • Un pilier de psychologie cognitive et psychosociologie apte à modéliser les attitudes et les comportements (David Hume, Emmanuel Kant, Karl Popper, Georges A. Miller, Edgar Morin, Jean Louis Le Moigne, Douglas Hofstadter, Emmanuel Sander, Patrick Lemaire, Gérald Bronner, …)

A l’instar du cerveau humain cette machine est connectée à des préprocesseurs qui captent et mettent en forme les données et des post-processeurs qui s’interfacent aux systèmes moteurs et diffusent les données issues des analyses.

En entrée du processeur d’analyse situationnelle les données sont segmentées en plusieurs flux selon qu’elles décrivent des contextes, des situations, des relations, etc., formant un jeu de plusieurs boucles de traitement (actuellement j’en ai modélisé 7).

Prenons par exemple une observation d’une scène situationnelle suivie d’une analyse en temps réel, et limitons notre raisonnement à 2 boucles d’analyse que l’on peut simplifier comme suit :

  • Boucle de niveau 2 (analyse situationnelle) :
    • Les situations font l’objet d’une analyse.
    • Dans le cadre de cette analyse le processeur exécute des cognitions et s’appuie sur un champ de conscience rempli par des informations connexes à la situation observée.
    • Cette cognition débouche sur une attitude.
    • La situation représente ce que l’on vit, la cognition ce que l’on pense, le champ de conscience ce que l’on croit et l’attitude ce que l’on souhaite faire.
    • A cette étape la deuxième boucle alimente la première.
  • Boucle de niveau 1 (analyse contextuelle) :
    • La première boucle analyse le contexte avec son cortège de limitations et d’obligations.
    • Le contexte représente ce que l’on voit.
    • L’attitude issu de la deuxième boucle et le contexte peuvent présenter des dissonances génératrices de frustration.
    • Un algorithme définit le comportement comme un arbitrage entre l’attitude objet de la volonté et le contexte objet de la capacité.
    • Le comportement est alors associé à une stratégie d’action activée par le processeur.

Les processus de perception, de décision et d’action

Les processeurs d’analyse situationnelle sont composés de 3 processus principaux : la perception, la décision, l’action. A chacun d’eux correspond un domaine de connaissance qui se subdivise pour chaque boucle de traitement. On y trouve des données observées, narrées ou imaginées. Par exemple pour les 3 premières boucles de traitement (contextes, situations, relations) :

  • Le processus de perception est orienté par la connaissance des desseins de l’individu matérialisée par les situations vécues ou projetées, les contextes rencontrés, les cercles fréquentés, …
  • Le processus de décision est orienté par la connaissance de la rationalité de l’individu, matérialisée par les cognitions développées, le champ de conscience construit, l’adhérence aux interlocuteurs, …
  • Le processus d’action est orienté par la connaissance de la personnalité de l’individu, matérialisée par les attitudes habituelles, les comportements que l’on s’autorise, les propos que l’on tient…

De nombreuses interactions relient les processus entre eux. Par exemple les actions mises en œuvre par l’individu influencent les desseins de ce même individu et donc son processus de perception, etc.

Ces trois domaines de connaissance forment un treillis donc une base de données propre à chaque individu observé par le processeur d’analyse situationnelle. Il n’existe aucun élément commun à plusieurs individus car : d’une même réalité observée, chaque individu se constitue un ou plusieurs avatars.

La plasticité des processus

Chaque processus de perception, de décision et d’action est empreint d’une plasticité à autant de dimensions que de boucles d’analyse : la capacité, la volonté, l’influence, etc.

La plasticité du processus de perception réside dans les filtres de perception. L’individu ne perçoit que ce qu’il peut percevoir, que ce qu’il veut percevoir et que ce qu’on lui montre explicitement. En effet, en fonction de sa position et de son aptitude à discerner, la scène situationnelle que se construira l’individu sera partielle. De la même façon il occultera consciemment ou inconsciemment certains éléments de la réalité qui n’apparaitront pas sur sa scène situationnelle. En revanche ce qui sera mis en lumière ou mentionné par les autres sera plus souvent inscrit dans sa scène situationnelle.

La plasticité du processus de décision réside dans la logique de raisonnement. L’individu ne raisonne que sur ce qu’il peut traiter, ce qu’il veut traiter et ce qu’il doit traiter. Ici aussi, certains traitements trop complexes ou peu usuels ne pourront pas être mis en œuvre par certains individus. Dans d’autres cas, l’individu n’occultera certains traitements qu’il pourra simplement éluder ou remplacer par des réponses intuitives ou quasi aléatoires. En revanche ce qu’on lui demandera explicitement de faire entrera plus souvent dans sa logique de raisonnement.

Enfin, la plasticité du processus d’action réside dans la stratégie d’action. L’individu ne fait in-fine que ce qu’il peut faire, ce qu’il veut faire et ce qu’on l’oblige à faire. Si le raisonnement conduit l’individu à faire une action dont il n’est pas capable ou s’il ne souhaite pas la faire par exemple en fonction de ses valeurs, la stratégie verra sa plasticité augmenter.

L’apprentissage

Un processeur d’analyse situationnelle est doté de 2 fonctions d’apprentissage. L’apprentissage des abstractions et l’apprentissage des stratégies.

Lorsque l’individu vit des situations, il enrichit son pouvoir d’abstraction, et ce d’autant plus que les situations qu’il vit sont diverses. Avec l’abstraction, les analogies des situations observées n’ont plus besoin de se faire avec des situations passées mais peuvent se faire avec des situations modèles. Ces dernières sont obtenues par abstraction de situations semblables et récurrentes. Faire une analogie sur une situation abstraite est bien plus rapide que de rechercher et d’extrapoler une situation ancienne. Bien évidemment, pour pouvoir abstraire il faut une certaine constance dans les stratégies mises en œuvre dans les situations récurrentes. De fait lors de l’apprentissage des abstractions il n’y a pas d’apprentissage des stratégies.

Lorsque l’individu observe les autres vivre des situations, il enrichit son pouvoir de d’intervention, et ce d’autant plus que les situations et les acteurs sont variés. Ici la mécanique est inversée, l’individu ne connait pas la scène situationnelle que s’est construit l’autre, il ne peut observer que le comportement qui résulte de la stratégie qu’il a décidé de mettre en place. Il faut donc à l’individu remonter du comportement à l’attitude, puis de l’attitude à la cognition et au champ de conscience pour aboutir à une image de la scène situationnelle vécue par l’autre. Ainsi il peut le comprendre (au sens latin du terme « prendre avec lui », se constituer une image). Se faisant, il peut enrichir son répertoire de stratégies. Bien évidemment pour pouvoir comparer l’efficacité des stratégies induites par le raisonnement qu’il opère, l’individu ne doit pas modifier son abstraction simultanément. De fait lors de l’apprentissage des stratégies il n’y a pas d’apprentissage des abstractions.

Nous pouvons ainsi redémontrer un fait par ailleurs bien connu dans l’enseignement : pour apprendre il faut à la fois agir et observer les autres agir.

Les perturbations

Les perturbations sont des phénomènes différentiateurs qui interviennent sur les processus de perception, de décision et d’action en raison de l’apparition de dissonances. Les dissonances gênent le bon déroulement du processus impacté. De fait, l’individu va compenser son incapacité d’action par des circuits-courts, en privilégiant certaines données au détriment des autres ou en éludant certaines étapes du processus.

On peut représenter la compensation comme une dérivée partielle ouvrant une possibilité de déplacer le point d’instabilité vers une position disposant d’un espace de solutions non vide. Ceci se faisant au détriment de la conformité.

Lorsque surviennent des dissonances dans le processus de perception entre le contexte que l’on voit, la situation que l’on vit, le cercle que l’on fréquente, etc., il y a création d’émotions. On est ému quand le contexte est plus favorable que la situation que l’on vit, ou que la situation que l’on vit est plus favorable que le contexte que l’on rencontre, etc. L’émotion est positive, elle nous place sur le côté le plus positif de l’inéquation.

Lorsque surviennent des dissonances dans le processus de décision entre la cognition que l’on mène, le champ de conscience auquel on se réfère, l’adhérence avec nos relations, etc…, il y a création d’étonnement. On est interloqué quand nos valeurs sont en opposition avec notre raisonnement, ou que notre raisonnement contredit ce que nous disent ceux que l’on écoute, etc. L’étonnement est neutre et conduit généralement à une non décision, un blocage, on se retrouve figé.

Lorsque surviennent des dissonances dans le processus d’action entre l’attitude que l’on souhaite, le comportement que l’on adopte finalement, les paroles que l’on expose, etc., il y a création de frustration. On est dépité ou furieux quand les contraintes nous obligent à agir différemment, quand on ne peut s’exprimer librement, etc. La frustration est négative, elle nous place sur le côté le plus négatif de l’inéquation.

Exemples d’applications

Les processeurs peuvent mettre en œuvre une ou plusieurs des 7 boucles d’analyse modélisées.

Les processeurs disposant d’une seule boucle d’analyse contextuelle sont dits « processeurs d’analyse réflexe ». Ils peuvent s’appliquer à des domaines très variés en prenant en compte le contexte réel dans lequel se trouve l’individu :

  • La recommandation de produits sur un site internet ou dans un magasin en temps réel
  • L’orientation instantanée d’un individu dans une ville ou dans un réseau de transport
  • La fourniture de contenus en fonction du gout et des envies du moment
  • La création de messages de promotion présentés dans le style de la lecture en cours
  • L’adaptation d’un cours en ligne aux conditions physiques et psychologique actuelles de l’apprenant
  • La création d’un parcours dans un parc d’attraction en fonction de la mobilité et de la fatigue du visiteur
  • La reformulation d’informations culturelles en fonction des références du visiteur d’un musée
  • L’assistance au pilotage d’un engin en fonction des capacités du conducteur
  • La sélection d’un service adapté à l’activité d’un professionnel
  • L’alerte sur une tentative d’usurpation d’identité
  • Etc.

Les processeurs disposant de deux boucles d’analyse contextuelle et situationnelle sont dits « processeurs d’analyse en continu ». Ils peuvent s’appliquer à des domaines très variés en prenant en compte les situations réelles que traverse l’individu sur une certaine période :

  • Le signalement d’un risque lié à une activité particulière ou une exposition particulière
  • L’assistance à la recherche d’un emploi
  • L’orientation d’un élève vers un cursus approprié
  • L’approvisionnement d’un magasin
  • Le conseil sur des placements financiers
  • L’accompagnement à l’évolution de carrière
  • L’organisation de divertissements pour toute la famille
  • La prédiction d’un achat
  • La détection de fraudes ou de scoop
  • Etc.

En résumé

L’homme analyse des situations en permanence en temps réel, à postériori ou de façon projective. Chaque situation qu’il analyse est une image mentale de la réalité empreinte d’incertitudes et d’incomplétude.

J’ai mené des recherches au croisement de la technologie, des mathématiques, de la psychologie cognitive et de la psychosociologie pour modéliser les processus d’analyse développés par l’homme qui lui permettent de vivre des situations, les anticiper ou les orienter.

A partir de ces modèles il m’a été possible de construire des processeurs (machines apprenantes) prenant en compte un ou plusieurs de ces processus en vue d’assister l’homme ou de prédire ses comportements. Ces processeurs peuvent apporter des recommandations, détecter des comportements à risque, anticiper des situations, etc.

Le processeur d’analyse situationnelle constitue une machine apprenante disposant de 3 processus plastiques en charge de la perception, de la décision et de l’action, soumis à des perturbations conjoncturelles, ainsi que de deux mécanismes d’apprentissage permettant d’accroitre son pouvoir en termes d’abstraction et de stratégie.

Le processeur d’analyse situationnelle agit sur un treillis informatif dont les nœuds représentent des suites situationnelles, des scènes situationnelles et leurs composants. Ce treillis est muni de relations d’ordres établies à partir de données mémotemporelles, idiosyncratiques et abstractives associées à chaque nœud du treillis. Le treillis informatif n’est pas semblable à la réalité mais à la représentation que s’en fait l’individu auquel il se rapporte.

Ces processeurs ont été expérimentés sur de nombreux domaines depuis une quinzaine d’année et permettent de produire des data-services exploités par des plateformes ou des logiciels d’analyse de données situationnelles et comportementales.  Ils peuvent également entrer dans le cadre des programmes relatifs à « l’homme intellectuellement augmenté » et à « la société augmentée ».

Jean Pierre MALLE