Psychologie comportementale et jeux vidéo

Thierry Baccino est le directeur scientifique du LUTIN (Laboratoire des Usages en Technologies d'Information Numérique) dédié à l'étude des usages des nouvelles technologies et situé à la Cité des Sciences et de l'Industrie. Ce laboratoire analyse notamment les jeux vidéo pour améliorer l'ergonomie et le gameplay des jeux en cours de développement.

LUTIN

 

  • Bonjour, pouvez-vous présenter votre laboratoire ?

 

Nous sommes un laboratoire de sciences cognitives. On intervient à la fois sur l'observation et l'analyse des comportements (versant psychologie) avec des méthodes classiques d'entretiens et de questionnaires, et plus spécifiquement ici avec des méthodes quantitatives et des mesures en temps réels des comportements. On analyse principalement le mouvement des yeux, l'activité électrique du cerveau, et les gestes : que ce soit sur un jeu vidéo, dans un cockpit d'avion, à la lecture d'une tablette ou d'un ordinateur (chaque fois qu'il y a de la vision en jeu). Une fois qu'on a enregristré ces données terrains, nous faisons du data mining (exploration de données) : toutes ces mesures sont analysées statistiquement pour nous donner un aperçu du comportement. Les informaticiens essayent ensuite de prédire et de déterminer les comportements à partir de ces données, en créant un programme informatique qui fasse "comme s'il était l'individu" (versant informatique). On a donc à la fois le chaînon de la psychologie pour récupérer des donnnées, et le chaînon de l'informatique qui permet de traiter puis de simuler le comportement.

 

Data mining

Il s'agit d'extraire un savoir à partir de grandes quantités de données (on parle de "big data") par des algorithmes qui vont chercher l'information pertinente. Ces méthodes se développent notamment aujourd'hui avec la constitution de base de données considérables, notamment constituées par les utilisateurs d'internet.

 

  • Ces deux chaînons forment donc votre domaine de recherche ?

 

Il s'agit en effet de la psychologie cognitive ou comportementale, qui étudie successivement : 

  1. Comment stocke-t-on de la connaissance ? C'est le champ des stratégies d'encodage de l'information (visuelle, auditive, etc.) par les sens, qui pose la question de la mémoire.

  2. Comment accède-t-on à cette connaissance mémorisée ? Une fois que l'on a besoin de faire une action, on récupère ces données dans notre mémoire.

 

Casque EEG

L'électro-encéphalographie (EEG) est une méthode d'exporation cérébrale qui mesure l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuir chevelu (on parle de casque EEG).

Avant les années 1980, ce domaine d'étude s'appelait la psychologie expérimentale : tout le monde connaît par exemple l'expérience du chien de Pavlov. La psychologie cognitive est apparue avec l'avènement du micro-ordinateur et le bouleversement des méthodes d'expérimentation. Elle a surtout apporté l'aspect informatique, à travers la simulation de comportements simples par les machines. D'où l'avènement, par la suite, des sciences cognitives, c'est-à-dire du regroupemennt de l'intelligence artificielle, de l'informatique, de la psychologie et des neurosciences, puis de la linguistique, de la philosophie du langage, etc.

 

 

 

  • Vous travaillez pour des entreprises ?

 

Nous fonctionnons par contrat, qu'ils soient académiques (Agence Nationale de Recherche), européens, ou bien industriels : des compagnies viennent nous demander de faire l'analyse de tel ou tel comportement, car elles n'ont pas toujours de laboratoire de recherche. Deux exemples : 

  1. Pour Airbus : on équipe un cockpit d'avion avec plusieurs caméras pour faire du motion capture (enregistrement des positions et rotations d'objets ou d'être vivants). L'idée est de prédire au mieux la séquence d'actions que doit faire le pilote en situation d'urgence, et de pouvoir le corriger s'il en fait une autre.

  2. Pour Essilor (opticiens) : on analyse la lecture sur tablettes. Un lecteur sur tablette peut avoir des postures très différentes : dans le métro, affalé dans son canapé... L'idée est d'esayer de voir quel est l'impact de ces postures sur la compréhension et sur la lecture. De la même façon que pour Airbus, Essilor a équipé une salle avec différentes caméras, et la tablette a été marquée pour faire de la motion capture. Les opticiens voudraient en fait avoir un indicateur plus simple pour leurs clients que le degré de dioptrie qui ne parle à personne : un indicateur qui puisse mesurer la qualité de la lecture sur chaque support (papier et numérique).

 

  • En ce qui concerne les jeux vidéo, sur quoi travaillez-vous ?

 

Lunettes eye-tracking

Ces lunettes permettent de faire de l'eye-tracking : elles sont équipées de trois caméras : une sous chaque oeil pour suivre leurs mouvements, et une qui filme ce que voit l'utilisateur.

Il y a eu des études sur la Wii et le capteur Kinect lorsqu'ils sont sortis : on faisait des analyses sur les gestes et les mouvements des yeux des joueurs (les testeurs peuvent être des joueurs expérimentés lorsque l'on fait des expériences sur les jeux vidéo, mais aussi des visiteurs lambda de la Cité des Sciences et de l'Industrie).

J'ai des collègues qui ont travaillé sur le serious game (les jeux sérieux, des programmes qui rendent attrayante une activité jugée sérieuse, à l'aide de mécanismes ludiques) et qui ont mis en place des échelles de jouabilité. On demande aux utilisateurs de juger sur des échelles de 1 à 5 par exemple si le jeu leur plait, s'ils sont motivés, s'ils ont trouvé en jeu les éléments recherchés, etc. Avec le suivi du mouvement des yeux par exemple, on observe si les comportements correspondent aux déclarations des joueurs.

Plus récemment, nous travaillons sur le projet Open Vibe : l'idée est de diriger directement des éléments par la pensée (Brain-computer interface : interface ordinateur-cerveau). On équipe un joueur avec un casque EEG (voir l'image) et on analyse ses ondes cérébrales lorsqu'il joue. Ca demande un certain apprentissage, mais on peut par exemple déplacer un élément uniquement en pensant que l'objet va à gauche ou à droite.

 

Que mesure-t-on au LUTIN ?

La réponse électrodermale : deux électrodes sont placées dans la main ou sur le front si les mains sont occupés, et donnent un indicateur de la tension, du stress et de l'émotion.

Le mouvement des yeux : que regarde-t-on, et pendant combien de temps ?

Le diamètre pupillaire : il augmente lorsque l'on ressent une émotion. C'est un indicateur plus fin que la réponse électrodermale.

La réponse cardiaque.

L'électro-encéphalographie (EEG) : ce sont les activations neuronales qui se font lorsque l'on a tel ou tel élément qui apparait sur l'écran, s'il s'agit par exemple d'un objet ou d'un mot (aires visuelles, auditives d'intégration...).

La capture de mouvement (motion capture) : on filme les mouvements sous plusieurs angles à l'aide de différentes caméras.

 

  • On ressent différents types d'émotions lorsque l'on joue à des jeux vidéo ?

 

Mocap

La capture de mouvement (motion capture , ou mocap) est une technique permettant d'enregistrer les positions et rotations d'objets ou de membres d'être vivants, afin de les restituer visuellement et de les analyser.

Il y a toujours des émotions dans les jeux. Ce que l'on voudrait faire, notamment avec les développeurs, c'est implémenter directement dans les jeux des mesures de comportement : si le programme mesure une émotion chez le joueur, il peut soit l'appuyer en temps réel en redonnant à l'utilisateur l'élément qui l'émeut (puisqu'on sait exactement ce que le joueur regarde et ce que son cerveau est en train de traiter), soit lui retirer l'élément si l'émotion dépasse par exemple un certain seuil. Il pourrait donc y avoir un échange direct entre la machine et l'utilisateur : on est capable d'adapter le jeu aux émotions des joueurs en temps réel puisqu'on est sur des systèmes à 500 Hz, qui réagissent donc toutes les 2 millisecondes. L'équipement qui permet cette réaction des jeux est aujourd'hui très simple : il suffit de porter des lunettes ou bien de poser une petite réglette sous l'écran, avec des caméras infrarouges qui filment l'oeil et qui enregistrent la taille et les mouvements de la pupille.

 

  • Vos recherches permettent-elles de savoir si l'on est actif, passif, ou hypnotisé par les écrans ?

 

Salon

C'est dans ce salon reconstitué que sont testés les jeux vidéos au LUTIN.

Je ne peux pas vous répondre sur les jeux vidéo, mais je travaille sur la lecture électronique et nous venons de finir une série d'expériences pour comparer la lecture sur papier, sur tablette tactile, et sur tablette e-ink ("papier électronique" qui imite l'apparence d'une feuille imprimée). On s'aperçoit qu'il y a bien des différences, mais notamment en termes de fatigue visuelle (davantage sur tablette que sur papier). Il y a également un effet hypnotique de l'écran : les gens "plongent" dessus, leurs yeux sont attirés notamment par les écrans dynamiques, et ils ne font pas attention à ce qui se passe autour de l'écran. Nous essayons de comprendre pourquoi : cette attirance est-elle due des aspects dynamiques, à des aspects de luminosité, ou bien à d'autres phénomènes ? Les personnes qui surfent longtemps sur Internet peuvent par exemple finir par cliquer sur des liens sans n'éprouver plus aucun intérêt pour leur activité, mais sans chercher à quitter le support.

 

  • Ce phénomène est-il propre à l'écran d'ordinateur, ou peut-on dire la même chose de la télévision ?

 

Robot Nao

Des chercheurs du LUTIN travaillent sur le robot d'Aldebaran, Nao. Le LUTIN peut intervenir dans tous les domaines où l'intelligence est importante, c'est-à-dire lorsqu'il faut simuler et prédire des comportements.

C'est pareil pour la télévision : il y a des gens qui l'allument et la laissent en bruit de fond sans même la regarder. La différence, c'est que l'écran d'ordinateur est souvent actif (il appelle une réponse de l'utilisateur) et non passif comme la télévision. Cependant, même si l'on est actif sur un écran, les utilisateurs finissent souvent par se promener d'hypertextes en hypertextes, et on peut se poser la question : à force de surfer, apprend-t-on quelque chose ? Avant internet, lorsque l'on avait besoin d'une nouvelle notion, on allait à la bibliothèque ou on achetait un bouquin, et puis souvent on le lisait parce qu'on l'avait payé. A présent, l'information est plus ou moins gratuite. La question, c'est : est-ce que le fait d'avoir cette énorme quantité d'information augmente le savoir et sa qualité ? Et ce n'est pas évident que ce soit corrélé. Face à cette masse de données, comment accède-t-on à l'information ? De manière "intelligente" en allant puiser juste ce dont on a besoin, ou bien en se laissant dériver ?

On est dans une société de consommation : on consomme de l'information comme on consomme de la nourriture, de l'eau, ou de l'électricité. On ne regarde pas très bien l'information tant qu'on n'a pas de contrainte (de prix, de temps...). On a par exemple observé des différences de lecture entre des gens qui ont déjà des connaissances dans un domaine et les autres : si vous avez déjà des connaissances sur les centrales nucléaires par exemple, votre recherche dans ce domaine sur le net sera nettement plus sélective, parce que vous savez exactement ce que vous cherchez. Si vous n'avez aucune connaissance du domaine, vous surfez, et à la fin vous vous trouvez sur tout autre chose que le sujet de départ.

 

  • Merci beaucoup !

 

LUTIN


 

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