« Mirroring » : A solution for the development of cognitive skills

Le « mirroring » : Une solution pour le développement de capacités cognitives

Sofiane Boucenna (1) , Pierre Andry (1) , Philippe Gaussier (1)

1 ETIS - UMR 8051 - Equipes Traitement de l'Information et Systèmes

In this work, we study the « mirroring » in the early stages of learning in the context of autonomous system. We propose three experiences that highlight how imitation, facial expressions recognition and social referencing can emerge from a robotic architecture that is not able to distinguish between self and other. Three results are discussed: (1) the « ambiguity » of perception produces the emergence of simple gestural imitation in a system that has previously learned to associate its own perceptions (2) facial expressions recognition emerges from a similar architecture, the human plays the role of mirror (social mirroring) through an imitative game; then by extension (3) the development of social referencing incorporates the ability to recognize, understand, respond to and regulate its behavior in response to human's emotional expression (double mirroring). This work is based on two mechanisms: (1) a sensorimotor architecture based on associative mechanisms allowing to develop a perception as a set of dynamic attractors; (2) mirroring mechanism allowing the robot to associate what it does with what it sees. We will show that these two assumptions are sufficient to build a sensorimotor architecture that is able to develop cognitive abilities increasingly complex.

Dans ce travail, nous étudions la place du mirroring dans les premières étapes de l'apprentissage d'un système autonome. Nous proposons 3 expériences qui illustrent comment l'imitation, la reconnaissance des expressions faciales et la référenciation sociale peuvent émerger d'une architecture robotique qui n'est pas capable de faire une différentiation entre soi et l'autre. Trois résultats sont discutés: (1) l'ambiguité de la perception engendre l'émergence d'imitations gestuelles simples chez un système qui a appris auparavant à associer ses propres perceptions (2) la reconnaissance des expressions faciales émerge d'une architecture similaire quand l'humain fait partie du babillage et de la phase d'apprentissage (mirroring social) au travers d'un jeu imitatif; puis par extension (3) le développement de la référenciation sociale incorporant la capacité de reconnaitre, comprendre, répondre et de réguler son comportement en réponse à l'expression émotionnelle du partenaire (double mirroring). Ce travail est basé sur deux mécanismes importants: (1) une architecture sensori-motrice basée sur des mécanismes d'associations permet de développer une perception comme étant un ensemble d'attracteurs dynamiques; (2) le mécanisme de mirroring permet au robot d'associer ce qu'il fait avec ce qu'il voit. Nous montrerons dans la suite de cet article que ces deux hypothèses sont suffisantes pour construire une architecture sensori-motrice capable de développer des capacités cognitives de plus en plus complexes. mots-clés: imitation, mirroring, émotion, réseaux de neurones, architecture sensori-motrice.

Mots clés: neural networks; sensorimotor architecture

Mots clés: imitation; mirroring; émotion; réseaux de neurones; architecture sensori-motrice.

Domaines: Intelligence artificielle [cs.AI]; Sciences cognitives; Informatique; Automatique / Robotique; Psychologie; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Sofiane Boucenna, Pierre Andry, Philippe Gaussier. « Mirroring » : A solution for the development of cognitive skills. Intellectica - La revue de l’Association pour la Recherche sur les sciences de la Cognition (ARCo), 2016, NOUVELLES APPROCHES EN ROBOTIQUE COGNITIVE, 1. ⟨hal-01485775⟩