Apports et limites de ces modèles de simulation informatique du conducteur 41

Les trois modèles computationnels de simulation informatique du conducteur que nous venons de décrire sont basés sur des architectures cognitives diérentes (SOAR,ACT-R ou QN-MHP) et apportent tous des approches intéressantes pour modéliser la cognition humaine. L'approche de la perception du conducteur proposée par le modèle DRIVER-SOAR ou modélisée dans le modèle IDM à travers les buers sensoriels d'ACT-R nous semble particulièrement intéressante. De même, la possibilité de réaliser des traitements en parallèle grâce à l'approche  serveurs 

de QN-MHPnous paraît constituer une approche intéressante pour modéliser certains processus cognitifs. Ces modèles disposent aussi de fonctions sensori-motrices plus ou moins élaborées, mais leur permettant d'interagir dynamiquement avec l'environnement routier, ce qui sera également l'un de nos objectifs. Enn, ces modèles reposent tous sur l'idée que le conducteur élabore un mo-dèle mental de l'environnement dans sa Mémoire de Travail (structure de stockage temporaire des informations) et qu'il utilise cette représentation mentale pour prendre des décisions. L'ensemble de ces points guidera le développement de notre propre modèle de simulation informatique du conducteur.

En revanche, une limite centrale de ces trois modèles réside dans l'approche propositionnelle et symbolique (base de règles) utilisée pour représenter les connaissances du conducteur ou pour simuler sa représentation mentale de l'environnement routier. Cette caractéristique générale est liée aux formalismes de représentation des connaissances utilisés dans les diérentes architectures cognitives sur lesquelles ils s'appuient. Que ce soitSOAR,ACT-RouQN-MHP, ces architectures reposent toutes sur des règles de production ou des formalismes de représentations symboliques du monde et des objets qui s'y trouvent.

Or, la conduite automobile est avant tout une activité de déplacement dynamique dans un environnement tridimensionnel. Pour réaliser ecacement cette tâche, le conducteur humain doit utiliser des représentations mentales visuo-spatiales ( [Kosslyn and Koenig, 1995], [Baddeley, 1992], [Bellet et al., 2009]) lui permettant à la fois de comprendre la situation et de se projeter mentalement dans le temps, par anticipation, pour prendre des décisions et planier des actions qui lui permettront d'évoluer dans ce monde. C'est un point qui nous paraît essentiel pour la modélisation et la simulation informatique de la cognition du conducteur automobile. C'est précisément dans cet objectif qu'a été conçu le modèle COSMODRIVE, centré dès son origine sur l'élaboration et l'utilisation de représentations mentales visuo-spatiales.

2.5 Modélisation et simulation cognitive du conducteur : le

mo-dèle COSMODRIVE

Dans cette partie nous allons décrire synthétiquement le modèle théorique COSMODRIVE. Nous décrirons tout d'abord l'architecture cognitive sur laquelle il repose, puis nous présente-rons les principales fonctions cognitives de ce modèle ayant déjà fait l'objet d'une modélisation conceptuelle. Enn, nous réaliserons un bilan concernant l'existant et les manques de cette mo-délisation cognitive du point de vue de nos objectifs de simulation numérique de la cognition du conducteur automobile.

2.5.1 Architecture cognitive de COSMODRIVE

A un niveau très général (gure 13), l'architecture cognitive de COSMODRIVE repose sur deux types de structures mnésiques diérentes : la MLT10, permettant de stocker des connais-sances permanentes, et la MDTpermettant le traitement et le maintien temporaire des informa-tions pertinentes pour l'activité en cours. Ces deux types de  mémoires  se retrouvent dans de nombreux travaux de sciences cognitives, des premiers modèles issus de la théorie de traitement de l'information comme celui de [Atkinson and Shirin, 1971], jusqu'aux architectures cognitives

2.5. Modélisation et simulation cognitive du conducteur : le modèle COSMODRIVE contemporaines commeACT-Rou SOAR, en passant par le modèle classique de laMDT déni par [Baddeley, 1990] ou par celui des activités mentales proposé par [Richard, 1990].

Figure 13  Architecture cognitive simpliée (tiré de [Bellet, 1998])

D'une façon synthétique, la MLT  contient l'ensemble des souvenirs, savoir et savoir-faire acquis par le sujet au cours de son existence. Bien qu'il puisse s'agir d'informations de natures très diérentes (connaissances théoriques, savoirs pratiques, croyances, représentations perma-nentes diverses) nous utiliserons comme [Richard, 1990] le terme générique de Connaissances Permanentes pour qualier ces structures de données stockées en MLT. En outre, l'organisation des connaissances en MLT n'est pas le fruit du hasard. Elle procède, d'une part, de l'expérience empirique et, d'autre part, des mécanismes impliqués dans leur acquisition comme dans leur recouvrement.  ( [Bellet, 1998], p. 85).

La seconde structure mnésique, la MDT, est au centre de l'architecture cognitive de COS-MODRIVE. Le concept de Mémoire de Travail utilisé dans ce modèle se réfère, d'une part, aux travaux de Baddeley ( [Baddeley, 1990]), mais il s'inspire aussi largement des travaux de Bisseret ( [Bisseret, 1970], [Bisseret, 1995]) portant sur la mémoire opérationnelle. Cette MDT contient les représentations mentales de la situation routière. Ces représentations sont occurrentes, c'est-à-dire que ce sont  des constructions circonstancielles faites dans un contexte particulier et à des ns spéciques  ( [Richard, 1990], p.10). Ce sont des modèles mentaux élaborés par le conduc-teur et correspondant à son interprétation de la situation dans laquelle il évolue, en fonction de ce qu'il en a perçu et des objectifs qu'il poursuit à cet instant.

Une fois élaborées enMDT, ces représentations vont permettre au conducteur d'interagir avec son environnement et de raisonner sur la situation au moyen de diérents processus cognitifs. Dans l'approche COSMODRIVE, ces processus cognitifs concernent notamment, outre l'élabo-ration de représentations mentales, l'activation de connaissances de conduite stockées en MLT, l'anticipation, la prise de décision, et la planication d'actions. Les informations perceptives sont intégrées dans la MDT par le biais de processus périphériques de traitement de l'information perceptive, et les actions du conducteur constituent les sorties du modèle cognitif lui permettant d'interagir avec l'environnement. Enn, la limite de capacité de traitement du système cognitif est le résultat d'un processus de gestion des ressources cognitives qui alloue les ressources atten-tionnelles en fonction des besoins des diérents processus cognitifs actifs à un moment donné.

Pour mieux comprendre le fonctionnement de cette architecture cognitive, il est nécessaire de se situer dans le cadre de la boucle de régulation dynamique de l'activité de conduite automobile.