Les postulats fondateurs

La Perception directe

Dans l’approche cognitive, pour agir ou percevoir, il est nécessaire de recourir à des représentations mentales perceptives ou motrices stockées en mémoire. L’approche écologique rejette cette nécessité de faire appel à des processus cognitifs intermédiaires pour reconstruire ce que l’on perçoit. Pour Gibson, un agent doit pouvoir percevoir ou agir sur la  base de variables perceptives sans que cela nécessite d’inférences. Runeson (1977) a choisi la métaphore du planimètre pour mettre en évidence le fait qu’un agent peut accéder directement à une propriété complexe de l’environnement. Le planimètre polaire est un instrument mécanique très simple, composé d’un bras polaire, d’un bras extérieur et d’une petite roue (Figure 2), permettant de mesurer mécaniquement et directement l’aire d’une surface.De la même manière que cet instrument permet d’accéder directement et simplement à des propriétés complexes (e.g., la surface) sans avoir eu connaissance au préalable de toutes les variables permettant son calcul (e.g., des angles ou des distances), un agent doit aussi pouvoir accéder directement à des variables perceptives présentes dans l’environnement en utilisant des mécanismes perceptifs simples. Si l’on considère donc le planimètre comme étant un mécanisme perceptif, un agent l’ayant en sa possession pourra percevoir directement des aires de surfaces sans avoir recours à l’utilisation de mécanismes cognitifs complexes pour construire et calculer ces aires. Cette notion de perception simple et directe de variables perceptives contenues dans l’environnement est le point de départ de l’approche écologique de la perception et de l’action et suppose une relation étroite entre l’agent et l’environnement.

Le Système Agent-Environnement

L’approche écologique réfute le dualisme Agent-Environnement et postule que l’agent ne peut être appréhendé en dehors de l’environnement dans lequel il vit. Elle envisage l’interaction d’un agent avec son environnement mais également avec les autres agents qui y vivent, ce que l’on peut résumer par le concept de « niche écologique ». Cette niche écologique peut ensuite évoluer de manière active (e.g., mouvements géologiques, alternance de périodes climatiques) et/ou être le fait des agents qui la peuplent (e.g., construction de barrages par les castors jusqu’à l’urbanisation humaine). Cette perpétuelle modification de l’environnement nécessite une évolution des agents qui doivent s’adapter à ces changements. Ainsi, les capacités de chaque espèce d’agents, de l’insecte à l’humain, doivent être vues comme le reflet d’une exigence de l’environnement. On peut donc facilement imaginer que l’environnement a guidé, façonné les systèmes perceptifs des agents qui y vivent. L’environnement est donc le monde perceptible qui nous entoure mais également celui sur lequel on peut agir. En effet, si l’environnement et l’agent sont liés par les systèmes perceptifs propres à l’agent, ils le sont également par leurs possibilités d’action puisqu’un agent aura un système neuro-musculo-squelettique propre, qui lui permettra d’agir spécifiquement sur son environnement. On parlera dès lors de système Agent-Environnement (SAE). Gibson (1959,1979) a décrit une notion qui permet d’expliquer et de mieux comprendre ce lien indissociable entre agent et environnement : l’affordance. En accord avec la conceptualisation initiale de Gibson, Warren (1988) explique le choix d’un mode d’action par la perception d’une affordance. Sur la base d’une affordance, une fois le mode d’action choisi, l’agent devra alors contrôler son action. Ce travail de thèse porte précisément sur les mécanismes perceptivomoteurs qui sous-tendent le contrôle de l’action.

Le Cycle Perception-Action

L’approche écologique de la perception et de l’action postule que l’agent va pouvoir
percevoir directement l’information et procéder au contrôle de l’action grâce à la mise en œuvre de mécanismes de contrôle simples et économiques. Cette interdépendance entre Perception et Action, représentée par une relation de causalité circulaire, place donc la Perception et l’Action au même niveau (Figure 3).Lorsque le cycle Perception-Action est initié par la production d’un mouvement de l’agent (ou par la détection d’une information), cela entraîne une modification du flux optique qui contient les informations. A partir de la perception de ces informations, l’agent peut alors modifier son action (i.e., les forces produites) en conséquence et ainsi de suite.
Davis et Ayers (1972) ont montré de manière élégante l’existence de cette relation circulaire entre la perception et l’action chez plusieurs espèces d’invertébrés marins. Ils ont soumis ces invertébrés à un flux optique dirigé vers l’arrière (i.e., correspondant à un mouvement vers l’avant) et ont enregistré la locomotion produite. Ils ont montré que le flux optique déclenche non seulement la locomotion, mais également que la vitesse de celui-ci module la vitesse de locomotion produite par ces invertébrés. Pailhous, Ferrandez, Fluckiger et Baumberger (1990) se sont également intéressés à l’influence du flux optique sur la locomotion, mais cette fois-ci chez des humains. Dans cette expérience, les auteurs demandaient aux participants de maintenir une vitesse de marche constante, tandis qu’ils manipulaient la vitesse du flux optique en appliquant un mouvement à la texture du sol. Dans une condition, la texture du sol bougeait dans la même direction que celle du déplacement des participants, ce qui avait pour conséquence une vitesse optique résultante inférieure à la vitesse de déplacement physique des participants. Dans la condition inverse, la texture du sol bougeait dans la direction opposée à la direction de déplacement des participants, ce qui donnait lieu à une vitesse optique résultante supérieure à la vitesse de déplacement physique les participants. Les résultats montrent que dans la condition proposant une vitesse optique résultante inférieure à la vitesse physique produite, les participants augmentent leur vitesse de marche. Dans la condition inverse, les participants réduisent leur vitesse de marche. Ces études permettent de mettre en évidence aussi bien chez l’homme que chez l’animal, cette influence mutuelle et indissociable entre information et mouvement.

Présentation des concepts clés

Après avoir montré que l’approche écologique prône une perception directe, nous allons maintenant définir point par point les concepts clés permettant de comprendre le concept d’information dans l’approche écologique de la perception et de l’action de Gibson.

La Configuration optique

L’approche écologique de la perception et de l’action a redéfini la stimulation visuelle pour pouvoir parler par la suite de perception directe. Traditionnellement, la stimulation visuelle (i.e., la lumière) est décrite mathématiquement et physiquement comme étant un ensemble d’ondes électromagnétiques visibles par l’homme, chaque onde pouvant être définie par une longueur d’onde et une intensité par exemple. Gibson va dépasser cette description purement physique et reformuler la stimulation visuelle comme correspondant aux patrons d’énergie lumineuse qui parviennent au point d’observation après réflexion sur les diverses surfaces de l’environnement dont les propriétés réfléchissantes sont différentes. Dans l’approche écologique, la stimulation visuelle est alors considérée comme riche et les systèmes perceptifs de l’agent ont été façonnés pour répondre à cette stimulation sans aucun mécanisme cognitif intermédiaire.Pour Gibson, les patrons d’énergie lumineuse qui parviennent au point d’observation proviennent de deux lumières différentes. Il distingue la lumière « radiale » de la lumière « ambiante ». La lumière « radiale » correspond aux rayons lumineux diffusés par une source lumineuse (e.g., le soleil) qui vont ensuite se réfléchir sur les surfaces qui composent l’environnement. Gibson définit la lumière « ambiante » comme la lumière émanant de cette réflexion des rayons lumineux sur les surfaces de l’environnement. Ainsi, ce processus de réflexion va structurer la lumière « ambiante » de telle sorte qu’à un point d’observation donné correspondra une seule configuration de patrons d’énergie lumineuse appelée « configuration optique » (Figure 4). Cette configuration optique peut être définie comme l’ensemble des angles optiques sous-tendus à un point d’observation donné par les différentes surfaces de l’environnement. qui contient les informations. A partir de la perception de ces informations, l’agent peut alors modifier son action (i.e., les forces produites) en conséquence et ainsi de suite. Davis et Ayers (1972) ont montré de manière élégante l’existence de cette relation circulaire entre la perception et l’action chez plusieurs espèces d’invertébrés marins. Ils ont soumis ces invertébrés à un flux optique dirigé vers l’arrière (i.e., correspondant à un mouvement vers l’avant) et ont enregistré la locomotion produite. Ils ont montré que le flux optique déclenche non seulement la locomotion, mais également que la vitesse de celui-ci module la vitesse de locomotion produite par ces invertébrés. Pailhous, Ferrandez, Fluckiger et Baumberger (1990) se sont également intéressés à l’influence du flux optique sur la
locomotion, mais cette fois-ci chez des humains. Dans cette expérience, les auteurs demandaient aux participants de maintenir une vitesse de marche constante, tandis qu’ils manipulaient la vitesse du flux optique en appliquant un mouvement à la texture du sol. Dans une condition, la texture du sol bougeait dans la même direction que celle du déplacement des participants, ce qui avait pour conséquence une vitesse optique résultante inférieure à la vitesse de déplacement physique des participants. Dans la condition inverse, la texture du sol bougeait dans la direction opposée à la direction de déplacement des participants, ce qui donnait lieu à une vitesse optique résultante supérieure à la vitesse de déplacement physique des participants. Les résultats montrent que dans la condition proposant une vitesse optique résultante inférieure à la vitesse physique produite, les participants augmentent leur vitesse de marche. Dans la condition inverse, les participants réduisent leur vitesse de marche. Ces études permettent de mettre en évidence aussi bien chez l’homme que chez l’animal, cette influence mutuelle et indissociable entre information et mouvement.

Présentation des concepts clés

Après avoir montré que l’approche écologique prône une perception directe, nous allons maintenant définir point par point les concepts clés permettant de comprendre le concept d’information dans l’approche écologique de la perception et de l’action de Gibson.

La Configuration optique

L’approche écologique de la perception et de l’action a redéfini la stimulation visuelle pour pouvoir parler par la suite de perception directe. Traditionnellement, la stimulation visuelle (i.e., la lumière) est décrite mathématiquement et physiquement comme étant un ensemble d’ondes électromagnétiques visibles par l’homme, chaque onde pouvant être définie par une longueur d’onde et une intensité par exemple. Gibson va dépasser cette description purement physique et reformuler la stimulation visuelle comme correspondant aux patrons d’énergie lumineuse qui parviennent au point d’observation après réflexion sur les diverses surfaces de l’environnement dont les propriétés réfléchissantes sont différentes. Dans l’approche écologique, la stimulation visuelle est alors considérée comme riche et les systèmes perceptifs de l’agent ont été façonnés pour répondre à cette stimulation sans aucun mécanisme cognitif intermédiaire.Pour Gibson, les patrons d’énergie lumineuse qui parviennent au point d’observation proviennent de deux lumières différentes. Il distingue la lumière « radiale » de la lumière « ambiante ». La lumière « radiale » correspond aux rayons lumineux diffusés par une source lumineuse (e.g., le soleil) qui vont ensuite se réfléchir sur les surfaces qui composent l’environnement. Gibson définit la lumière « ambiante » comme la lumière émanant de cette réflexion des rayons lumineux sur les surfaces de l’environnement. Ainsi, ce processus de réflexion va structurer la lumière « ambiante » de telle sorte qu’à un point d’observation donné correspondra une seule configuration de patrons d’énergie lumineuse appelée « configuration optique » (Figure 4). Cette configuration optique peut être définie comme l’ensemble des angles optiques sous-tendus à un point d’observation donné par les différentes surfaces de l’environnement.