Un coup de pouce haute technologie à l’éducation et à la santé

Dans une salle de classe suisse, deux enfants cherchent à sortir d’un labyrinthe tortueux en se faisant aider d’un petit robot plutôt mignon. L’interaction est à la fois simple et ludique. Elle apporte aussi aux chercheurs des informations précieuses sur le processus d’apprentissage des enfants et les conditions dans lesquelles les informations sont le plus efficacement absorbées.

Les améliorations rapides apportées aux interactions homme-machine (IHM) intuitives devraient apporter de grands changements dans la société. Plus précisément, deux projets de recherche européens donnent un aperçu de la façon dont ces tendances pourraient influencer deux domaines clés: l’éducation et la santé.

Apprentissage de l’enfant

ANIMATAS, un réseau transfrontalier d’universités et de partenaires industriels financé par l’UE, cherche à déterminer si, et comment, les robots et l’intelligence artificielle (IA) peuvent nous aider à apprendre plus efficacement. Le concept s’articule autour des erreurs commises: les enfants peuvent apprendre en identifiant et en corrigeant les erreurs des autres. Et faire en sorte qu’un robot commette ces erreurs peut s’avérer utile.

«Un professeur ne peut pas commettre d’erreurs», a déclaré M. Mohamed Chetouani, professeur à l’Université de la Sorbonne, à Paris, et coordinateur du projet. «Mais un robot, oui. Et les erreurs sont très utiles sur le plan pédagogique.»

Pour le professeur Chetouani, poser des questions comme «les robots peuvent-ils aider les enfants à mieux apprendre» est assez simpliste car l’apprentissage est un concept très complexe. D’après lui, par exemple, toute hypothèse automatique selon laquelle les enfants qui sont concentrés en classe apprennent davantage n’est pas nécessairement vraie.

C’est la raison pour laquelle, le projet s’est attaché dès le départ à poser des questions plus pertinentes et plus spécifiques pour aider à déterminer comment les robots pourraient se rendre utiles en classe. 

ANIMATAS est constitué de sous-projets pilotés chacun par un chercheur en début de carrière. Un des sous-projets avait pour objectifs de mieux comprendre le processus d’apprentissage des enfants et d’analyser les types d’interactions qui les aident le mieux à retenir les informations.

Rôles des robots

Une expérience menée pour répondre à cette question a invité des enfants à faire équipe avec le robot QTRobot pour trouver le meilleur chemin sur une carte.

Au cours de l’exercice, le robot interagit avec les enfants et leur propose des conseils et des suggestions. Il mesure aussi attentivement différents indicateurs du langage corporel des enfants, tels que le contact visuel et la direction du regard, l’intonation et l’expression du visage.

Comme ils l’espéraient, les chercheurs ont eu la confirmation que certains schémas d’interactions correspondaient à un apprentissage amélioré. Grâce à ces informations, ils seront en mesure de mieux évaluer la qualité des interactions des enfants avec le matériel pédagogique et, à long terme, de développer des stratégies permettant d’optimiser ces interactions et donc d’optimiser leur potentiel d’apprentissage.

Par la suite, l’équipe de chercheurs s’attachera à découvrir comment adapter cet apprentissage amélioré au contact du robot à des enfants ayant des besoins éducatifs particuliers.

«Nous pensons que ce pourrait être très important dans ce contexte», a déclaré le professeur Chetouani.

Aide à portée de main

Aki Härmä, chercheur chez Philips Research Eindhoven, aux Pays-Bas, est convaincu que la robotique et l’IA vont révolutionner les soins de santé.

Dans le projet PhilHumans, financé par l’UE, dont il assure la coordination, des chercheurs débutants de cinq universités européennes travaillent avec deux partenaires commerciaux, R2M Solution en Espagne et Philips Electronics aux Pays-Bas, pour découvrir comment des technologies innovantes peuvent améliorer la santé de la population.

L’IA permet d’accéder à de nouveaux services et «cela signifie que les soins de santé peuvent être dispensés 24 heures/24 et 7 jours/7», explique M. Härmä.

Il cite l’immense potentiel offert par la technologie pour aider les patients à gérer leur propre santé depuis chez eux: des applis capables de suivre l’état physique et mental d’une personne et d’identifier les problèmes très tôt, des chatbots qui dispensent des conseils et établissent des diagnostics et des algorithmes qui permettent aux robots de se déplacer en toute sécurité dans une habitation.

Bots empathiques

Le projet, qui a débuté en 2019 et s’achèvera fin 2023, est constitué de huit sous-projets pilotés chacun par un étudiant en doctorat.

Un des sous-projets, supervisé par Rim Helaoui, chercheuse chez Phillips, étudie comment coder les compétences spécifiques des professionnels de la santé mentale (comme l’empathie et le questionnement ouvert) dans un chatbot utilisant l’IA. Une telle capacité permettrait aux personnes souffrant d’un trouble mental d’obtenir un soutien tout en restant chez elles, et donc pour un coût plus faible.

L’équipe a rapidement pris conscience du fait que la réplication de toute la gamme des compétences psychothérapeutiques dans un chatbot présente des difficultés qui ne peuvent pas toutes être résolues à la fois. Elle a donc centré ses efforts sur un problème clé: comment fabriquer un bot témoignant de l’empathie.

«Il s’agit de la première étape essentielle pour amener les personnes à s’ouvrir et à se confier», explique Mme Helaoui.

Pour commencer, l’équipe a produit un algorithme capable de répondre en adoptant l’intonation appropriée et de proposer des contenus véhiculant de l’empathie. La technologie doit encore être convertie en appli ou en produit mais fournit un point de départ qui pourrait être utilisé dans de nombreuses applications différentes.

Avancées rapides

PhilHumans étudie aussi d’autres possibilités d’application de l’IA aux soins de santé. Un algorithme en cours de développement utilise la «vision par caméra» pour comprendre les tâches qu’une personne tente d’effectuer et pour analyser l’environnement.

Le but ultime serait d’utiliser cet algorithme dans un robot d’assistance à domicile afin d’aider les personnes présentant des problèmes cognitifs à effectuer les tâches du quotidien.

Un des facteurs qui a fait progresser le projet, selon M. Härmä, est la rapidité avec laquelle d’autres organisations développent des processeurs de langage naturel offrant des capacités impressionnantes, comme GPT-3, d’OpenAI. Le projet compte profiter de ces progrès étonnamment rapides dans ce domaine et dans d’autres, pour avancer plus rapidement.

Les projets ANIMATAS et PhilHumans travaillent activement à repousser les limites de l’IHM intuitive.

Ils ont ainsi donné la possibilité à de jeunes chercheurs d’acquérir de précieuses connaissances et de se faire connaître des entreprises du secteur. Grâce à ces deux projets, une nouvelle génération de jeunes chercheurs hautement qualifiés est parfaitement équipée pour faire progresser l’IHM et ses applications potentielles.

Les recherches réalisées dans le cadre de cet article ont été financées par le biais des Actions Marie Skłodowska-Curie (MSCA) de l’UE. Cet article a été publié initialement dans Horizon, le magazine de l’UE dédié à la recherche et à l’innovation.

Pour en savoir plus sur les projets financés par l’UE mentionnés dans cet article, suivez les liens ci-dessous.

ANIMATAS

PhilHumans