Application de l'optimisation par colonies de fourmis à la structuration automatique de parcours pédagogiques
Résumé
Ce rapport décrit le travail effectué dans le cadre d'un stage de fin d'études d'ingénieur à l'UTC. Le travail a été effectué au sein du projet « Fractales », une équipe de recherche de l'INRIA Rocquencourt. L'étude a été réalisée pour le compte de la société Paraschool, gérante d'un site de soutien scolaire en ligne qui souhaitait rendre son contenu pédagogique plus dynamique, intelligent et attractif.
Une technique, inspirée de l'Optimisation par Colonies de Fourmis (ACO) a été développée et mise en application. Pour se placer dans le cadre d'un problème d'optimisation, le site Paraschool est modélisé par un graphe où les noeuds représentent les éléments pédagogiques (leçons ou exercices) et les arcs des liens de navigation entre ces éléments. Les étudiants sont représentés par des agents virtuels (des fourmis) qui empruntent ces liens. Chacun des arcs porte par ailleurs une valeur qui décrit son importance pédagogique relativement aux arcs voisins.
Le système mis en place, en s'appuyant sur la notion de « stigmergie » (communication indirecte entre agents par le biais de l'environnement) modifie automatiquement cette valeur, qui décrit la structure pédagogique du site, pour que les incohérences disparaissent et pour que les spécificités individuelles et collectives des élèves soient prises en compte.
Ce travail tend à soutenir l'idée que les systèmes multi-agents biomimétiques, souvent inspirés des colonies d'insectes sociaux, ont des propriétés cognitives intéressantes d'auto-organisation ou de robustesse au changement, qui les suggèrent comme un outil précieux pour la modélisation ou le soutien de systèmes de cognition collective réelle, une problématique « clé » pour la technologie des Systèmes d'Information
Une technique, inspirée de l'Optimisation par Colonies de Fourmis (ACO) a été développée et mise en application. Pour se placer dans le cadre d'un problème d'optimisation, le site Paraschool est modélisé par un graphe où les noeuds représentent les éléments pédagogiques (leçons ou exercices) et les arcs des liens de navigation entre ces éléments. Les étudiants sont représentés par des agents virtuels (des fourmis) qui empruntent ces liens. Chacun des arcs porte par ailleurs une valeur qui décrit son importance pédagogique relativement aux arcs voisins.
Le système mis en place, en s'appuyant sur la notion de « stigmergie » (communication indirecte entre agents par le biais de l'environnement) modifie automatiquement cette valeur, qui décrit la structure pédagogique du site, pour que les incohérences disparaissent et pour que les spécificités individuelles et collectives des élèves soient prises en compte.
Ce travail tend à soutenir l'idée que les systèmes multi-agents biomimétiques, souvent inspirés des colonies d'insectes sociaux, ont des propriétés cognitives intéressantes d'auto-organisation ou de robustesse au changement, qui les suggèrent comme un outil précieux pour la modélisation ou le soutien de systèmes de cognition collective réelle, une problématique « clé » pour la technologie des Systèmes d'Information