Développement d'un pilote synthétique fondé sur l'architecture cognitive ACT-R et opérant dans un simulateur de cockpit

Tamkodjou Tchio, Guy Carlos (2025). « Développement d'un pilote synthétique fondé sur l'architecture cognitive ACT-R et opérant dans un simulateur de cockpit » Thèse. Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en informatique cognitive.

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Résumé

Le pilotage d’un avion est une tâche complexe qui nécessite un accompagnement des pilotes par des systèmes artificiels fiables. Cependant, la résolution des situations critiques qui apparaissent dans un avion dépend toujours des pilotes, qui doivent intervenir en assumant le contrôle manuel de l’appareil si cela s’avère nécessaire. De plus, il est fréquent que les pilotes subissent des baisses d’attention entraînant une diminution de leur performance dans le cockpit. Face à cette dégradation de la performance des pilotes, il devient important qu’ils bénéficient d’une assistance cognitive. La qualité de l’assistance qui peut être fournie dépend donc de la tâche, de l’environnement de la tâche et des processus cognitifs du pilote. Pour représenter formellement les connaissances relatives aux tâches de pilotage et à leur environnement, les ontologies offrent une solution pertinente. Le modèle de référence ontologique, issu de travaux récents en modélisation des connaissances dans le domaine aéronautique, permet de formaliser les connaissances procédurales complexes associées aux procédures de pilotage. Ce modèle, structuré en deux composantes complémentaires (une ontologie du domaine et une ontologie des tâches), permet la manipulation automatique des connaissances en détaillant, pour chaque tâche, les informations contextuelles nécessaires à son exécution. Pour les besoins de notre recherche, nous avons enrichi le modèle de référence ontologique en y intégrant l’ontologie Air Traffic Management (ATM) développée par la NASA (National Aeronautics and Space Administration), afin de l’adapter aux exigences de nos simulations. L’ontologie de référence ainsi obtenue formalise les connaissances expertes du domaine aéronautique telles qu’elles sont définies dans les standards, recommandations et bonnes pratiques du secteur. Les architectures cognitives sont des cadres théoriques et computationnels utilisés pour modéliser et simuler les processus cognitifs humains. En nous appuyant sur les propriétés de l’architecture cognitive recherchée, sur les critères de Newell et sur les désiderata de Sun permettant de définir diverses capacités, propriétés et critères d’évaluation des architectures cognitives, nous avons choisi ACT-R (Adaptive Control of Thought – Rational), qui est une architecture cognitive complète et scientifiquement fondée, ayant produit des modèles qui ont permis de reproduire le comportement d’un agent dans un contexte de pilotage. Notre étude a conduit au développement d’un pilote synthétique fondé sur l’architecture cognitive ACTR, exploitant l’ontologie de référence des procédures de pilotage pour exécuter des tâches conformément aux recommandations des experts de l’aviation, en situations normales comme anormales. Le modèle intègre les principales fonctions cognitives humaines, notamment la perception, la mémoire, l’apprentissage et l’action, ainsi que leurs limites. En exploitant cette connaissance experte fournie par l’ontologie et en utilisant les mécanismes d’apprentissage par renforcement et statistique propres à ACT-R, notre système offre une assistance cognitive aux pilotes humains, contribuant ainsi à l’amélioration de leur formation et à l’optimisation de leur processus de prise de décision. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Architecture cognitive, ACT-R, Pyactr, ontologie, ontologie du domaine, ontologie des tâches, ontologie de référence, SWRL, graphe, agent cognitif

Type:	Thèse ou essai doctoral accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A.
Directeur de thèse:	Nkambou, Roger
Mots-clés ou Sujets:	Pilotage d'avions / Prévention des erreurs de pilotage / Architecture cognitive / ACT-R / Adaptive Control of Thought—Rational / Agents cognitifs / Ontologies / Intelligence artificielle en aéronautique
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département d'informatique
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	06 janv. 2026 11:51
Dernière modification:	06 mars 2026 12:16
Adresse URL :	https://archipel.uqam.ca/secure/id/eprint/19466

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