Stage M - F Reachy Mini Robot Tuteur Socratique H/F - INRIA

A propos d'Inria

Inria, l'institut national de recherche dans les sciences et technologies du numérique, est en appui de l'État pour les stratégies nationales de recherche et d'innovation du numérique en tant qu'Agence de programmes. Inria mène plus de 300 projets de recherche et d'innovation avec ses 3500 scientifiques, ingénieurs et personnels d'appui, en partenariat avec les universités et l'écosystème numérique (entreprises, entrepreneurs, acteurs publics). Ensemble, nous explorons des domaines clés comme l'intelligence artificielle, la cybersécurité, l'informatique quantique, le Cloud, la transformation numérique de la santé, les jumeaux numériques ou encore les technologies numériques pour la défense. Nous construisons des solutions concrètes telles que des logiciels, des startups technologiques, des partenariats avec les entreprises du tissu national et des formations de pointe. Notre objectif : l'impact scientifique, technologique et industriel au service de la souveraineté numérique de la France.

Stage M/F : Reachy mini, robot tuteur socratique

Type de contrat : Stage

Niveau de diplôme exigé : Bac +3 ou équivalent

Fonction : Stagiaire de la recherche

Contexte et atouts du poste

Contexte et financement

Ce stage est financé par le projet PEPR O2R. Dans ce cadre, l'équipe HUCEBOT développe des méthodes pour l'interaction sociale entre humains et robots, portant sur la prédiction, l'anticipation, l'adaptation et l'évaluation de la confiance. L'équipe conduit plusieurs expérimentations d'interaction humain-robot avec des robots mobiles et humanoïdes, en conditions contrôlées et en situation réelle.

L'équipe

Le ou la stagiaire rejoindra l'équipe Human Centered Robotics (HUCEBOT) du Centre Inria de l'Université de Lorraine, à Nancy. HUCEBOT développe les capacités de contrôle, d'apprentissage et d'interaction de robots centrés sur l'humain : humanoïdes, manipulateurs mobiles, exosquelettes. L'équipe dispose d'équipements de premier plan : plusieurs robots humanoïdes (Talos, iCub, G1), manipulateurs, drones, exosquelettes passifs et actifs, capteurs portés, plateformes de force, un atelier de prototypage (impression 3D, mécatronique) et une salle de capture du mouvement (Qualisys, Xsens). L'équipe est internationale et travaille en anglais et en français.

Le laboratoire et Nancy

Le Centre Inria de l'Université de Lorraine est situé avec le laboratoire LORIA sur le campus Sciences et Technologies de Villers-lès-Nancy, à côté du Jardin botanique, à 20 minutes du centre-ville en transports en commun ou à vélo. Nancy est une ville universitaire à la qualité de vie élevée et au coût de la vie modéré, reliée à Paris et Strasbourg en 1h30 de train, avec des liaisons directes vers les aéroports de Paris CDG et de Luxembourg.

Mission confiée

Le stage porte sur l'évaluation de Reachy Mini, un petit robot social de table qui joue le rôle de tuteur socratique auprès d'enfants de 8 à 12 ans. L'enjeu est de savoir si la manière dont le robot exprime son incertitude amène les enfants à raisonner par eux-mêmes et à évaluer de manière critique ce qu'il leur dit, ou si elle diminue simplement la confiance qu'ils lui accordent.

Contexte

Les robots sociaux sont de plus en plus envisagés comme compagnons d'apprentissage pour les enfants, à l'école comme dans les lieux de médiation scientifique. Pour dialoguer de manière naturelle, ils s'appuient aujourd'hui sur des modèles de langage (LLM). Or ces modèles produisent des réponses fluides et assurées, ce qui peut conduire les enfants à déléguer leur réflexion au robot et à accepter ce qu'il dit sans le questionner. Un robot qui adopte une approche socratique, c'est-à-dire qui guide la réflexion par des questions plutôt qu'en donnant les réponses, favorise l'autonomie et la profondeur de réflexion des enfants. Mais le robot ne se contente pas de poser des questions : il partage aussi ses propres idées, et la manière dont celles-ci sont exprimées est également considérée importante.

Chez l'adulte, l'expression de l'incertitude par un système conversationnel réduit la tendance à accepter ses réponses sans les vérifier (Kim et al., 2024). Chez les enfants, on sait peu de choses. Les enfants tendent à faire confiance aux interlocuteurs qui paraissent sûrs d'eux (Tenney et al., 2011), et l'on ignore si un robot qui exprime ses doutes les incite à réfléchir davantage ou affaiblit seulement leur confiance en eux . Un robot social offre en outre la possibilité d'exprimer l'incertitude non seulement par la parole, mais aussi par des signaux sociaux non verbaux (e.g., expressions faciales et corporelles d'incertitude). Le stage porte sur Reachy Mini (Pollen Robotics / Hugging Face), un robot de bureau doté d'une tête mobile, de deux antennes animées, d'une caméra, de microphones et d'un haut-parleur. Le robot converse en français avec l'enfant autour d'une question de sciences. La reconnaissance et la synthèse vocale sont réalisées localement ; les réponses sont générées par un LLM encadré par des consignes strictes (langage adapté à l'âge, contenu centré sur la question, aucune demande d'information personnelle). Deux versions du robot sont comparées. Dans les deux, le robot Reachy adopte la même approche socratique. Elles ne diffèrent que par la manière dont il exprime son degré de certitude lorsqu'il partage ses idées : avec assurance, ou avec doute, par la parole et le comportement non verbal. Une ou deux fois au cours de l'échange, le robot formule une affirmation plausible mais inexacte, corrigée avec l'enfant en fin de séance. La question est de savoir si l'expression de l'incertitude modifie la manière dont l'enfant réfléchit, réagit aux affirmations du robot et perçoit celui-ci.

Méthodologie

La méthodologie envisagée est une étude expérimentale menée dans les écoles et centres aérées Les passations sont menées en milieu scolaire auprès de 90 enfants de 8 à 10 ans, elles sont conduites soit de manière individuelle soit collective. Les enfants sont répartis aléatoirement entre les deux conditions (robot assuré vs. robot incertain -plan expérimentale inter-sujets -), de manière équilibrée selon l'âge. Chaque passation dure environ 50 minutes, dont 30 minutes d'échange enfant -robot.

Les questions de recherche auxquelles l'étude vise à répondre sont les suivantes : un robot qui exprime son incertitude amène-t-il les enfants à formuler davantage d'explications et de justifications ? Conduit-il à se questionner ou à corriger plus souvent leurs affirmations, en particulier lorsqu'il se trompe ? Renforce-t-il leur confiance en leur propre raisonnement ? Les rend-il plus autonomes, par exemple dans le choix d'explorer seuls une question supplémentaire ? Modifie-t-il la compétence, la chaleur et la confiance qu'ils attribuent au robot ?

Les données combinent des indicateurs comportementaux codés à partir des enregistrements vidéo et des transcriptions, les logs du robot (vérification de la mise en oeuvre des conditions), des questionnaires pré- et post-interaction adaptés aux enfants (sentiment d'efficacité personnelle, RoSAS, confiance envers le robot) et un bref entretien semi-directif.

Déroulement indicatif du projet (6 mois)

• Mois 1 : état de l'art, appropriation du protocole et du dispositif (robot, système conversationnel) et tests pilotes en laboratoire, finalisation des outils de recueil (questionnaires, grille d'entretien, grille de codage), préparation des passations.
• Mois 2, 3 et 4 : passations en milieu scolaire et recueil des données.
• Mois 5 et 6 : codage des données, analyses, rédaction du rapport, contribution à une publication.

Deux stagiaires sont envisagés pour le déroulement du projet, en particulier pour méner les passations.Le contenu du stage sera adapté en fonction du profil.

Principales activités

• • Réaliser un état de l'art sur l'expression de l'incertitude par les robots et les agents conversationnels, la confiance sélective chez l'enfant, la confiance en interaction enfant-robot et les tuteurs socratiques fondés sur des LLM
  • Participer aux tests pilotes du dispositif en laboratoire et à la mise au point des comportements du robot dans les deux conditions
  • Participer à la finalisation du protocole et des outils de recueil
  • Conduire les passations en milieu scolaire, recueil des consentements parentaux (supervision de la séance, passation des questionnaires et de l'entretien, retour avec l'enfant sur l'échange..)
  • Coder les enregistrements vidéo et les transcriptions
  • Analyser les résultats (statistiques et analyse qualitative des entretiens)
  • Rédiger le rapport et contribuer à une publication
  • Collaborer avec l'équipe sur les expérimentations et les développements en cours
  • Participer aux activités et événements pertinents de l'équipe et du projet

Compétences

• Licence 3, Master 1 ou 2 en psychologie (cognitive, du développement, ou des apprentissages), en ergonomie ou en sciences de l'éducation
• Maîtrise des méthodes quantitatives (statistiques) et qualitatives : entretien, observation, analyse de l'activité
• Français courant (indispensable : les échanges avec le robot et avec les enfants se déroulent en français)
• Seraient un plus :
  • Une expérience auprès d'enfants de 8 à 10 ans (animation, enseignement, BAFA )
  • La pratique de R ou de Python pour l'analyse statistique (modèles mixtes, mesures pré/post)
  • Une expérience du codage de vidéos et de transcriptions (ELAN, BORIS ou équivalent) et du calcul d'accord inter-juges.

Avantages

• Restauration subventionnée
• Transports publics remboursés partiellement
• Congés: 7 semaines de congés annuels + 10 jours de RTT (base temps plein) + possibilité d'autorisations d'absence exceptionnelle (ex : enfants malades, déménagement)
• Possibilité de télétravail et aménagement du temps de travail
• Équipements professionnels à disposition (visioconférence, prêts de matériels informatiques, etc.)
• Prestations sociales, culturelles et sportives (Association de gestion des oeuvres sociales d'Inria)
• Accès à la formation professionnelle
• Sécurité sociale

Rémunération

4,50 €/heure