Conception d'environnements interactifs d'apprentissage avec ordinateur: tendances et perspectives

Résumé : Dans une première partie, le texte exprime quelques travaux conduits dans le groupe EIAO depuis les journées de Nancy (fév. 95). Pour l'essentiel, il s'agit du prolongement de recherches engagées depuis quelques années et qui portent sur des thèmes comme la modélisation de connaissances, la modélisation de l'apprenant, la modélisation de l'interaction système/apprenant, les problèmes de conception d'interfaces, les problèmes d'architecture logicielle (pour les thèmes généraux, le texte tente d'expliciter ce qu'ils peuvent avoir de spécifique quand on aborde des problèmes d'EIAO). La deuxième partie plus prospective fait plutôt état d'une vision des deux auteurs quant à une prise en compte dans la conception d'EIAO, des ouvertures actuelles en direction de l'enseignement à distance. Il s'agit là plus d'examiner de façon prospective les recherche qu'il conviendrait de conduire pour intégrer un phénomène comme INTERNET dans la conception de systèmes de formation. Des concepts intéressant les didacticiens émergent comme celui de classe virtuelle, de situation didactique virtuelle. Les informaticiens ont à reconsidérer des architectures et à envisager des architectures distribuées. Les systèmes multi-agents semblent pouvoir prendre une place importante dans ce analyses. La réflexion conduite là est plus destinées à voir comment peuvent aujourd'hui évoluer les travaux à conduire en EIAO.

Transposer les principales fonctions d'un dialogue explicatif dans une interface graphique

Résumé: Nous présentons une évolution récente de l'explication dans les systèmes à base de connaissances qui l'intègre totalement dans le processus d'intéraction. L'utilisateur d'un SBC n'est plus un simple consommateur des solutions et explications construites par le système mais il joue un rôle actif dans leur élaboration. Les phénomènes de négociation et de coopération doivent être pris en compte dans la modélisation et la mise en oeuvre des processus d'explication. Le groupe GENE (Génération d'Explications Négociées) travaille dans cette optique. Nous présentons une synthèse des résultats obtenus et leur mise en oeuvre dans une interface de discussion d'un diagnostic médical. D'autre part, d'autres aspects, en particulier la modélisation de l'utilisateur et l'évaluation des explications, doivent être pris en compte pour adapter effectivement l'intéraction explicative à l'utilisateur d'un SBC. Nous proposons d'intégrer ces nouvelles dimensions dans le cadre d'une coopération pluridisciplinaire avec des psychologues et des ergonomes et concluons sur les perspectives ouvertes par l'intégration de ces nouvelles dimensions.

Avancée sur le concept de Base de Connaissance Terminologique

Résumé: Le travail du groupe "Terminologie et Intelligence Artificielle" du PRC-IA porte sur le concept de base de connaissance terminologique. Nous présentons ici les resultats de notre recherche au sein de ce groupe. Nous proposons notre définition de BCT et une méthodologie d'élaboration d'une telle BCT à partir d'un corpus. Nous présentons un outil supportant la méthode, TERMINAE. Les exemples sont extraits d'une application réelle dans le domaine des spécifications de logiciels de télécommunication.
Nous proposons aussi de faire une démonstration sur l'outil TERMINAE.

Lois, structures et dépendances

Résumé : Nous constatons les difficultés des approches logiques dans le domaine des raisonnements de sens commun (raisonnement sur l'évolutif, l'incertain, etc.) que nous expliquons par un manque d'outils en logique pour structurer les connaissances d'une maniere adéquate. Nous identifions deux notions-clés duales qui interviennent dans la structure des domaines et qui permettent d'en rendre compte, à savoir les lois du domaine (contraintes) et les indépendances. Tandis que la première est une notion standard en intelligence artificielle et en bases de données, la seconde était restée jusqu'à maintenant confinée au domaine des probabilités.
Nous présentons les différents concepts d'indépendance, ainsi que leur intéraction avec les lois du domaine en vue de résoudre certains problèmes de raisonnement de sens commun. Le papier se trouve en http://www.irit.fr/ACTIVITES/EQ_ALG/Herzig/lsd_art.ps

Modélisation par réseau causal qualitatif des mécanismes de propagation de l'information cérébrale

Résumé: Cet exposé présente un travail en cours dans le cadre d'un projet faisant l'objet d'une collaboration entre le LAAS-CNRS et l'INSERM U455. Les recherches récentes tendent à montrer que les fonctions cognitives ou sensori-motrices sont "implantées" dans des réseaux d'unités fonctionnelles (UF) cérébrales localisables dans le cerveau et dédiées à l'exécution de primitives fonctionnelles. Le travail effectué vise à la réalisation d'un simulateur nous permettant d'obtenir une image de la propagation de l'énergie cérébrale et de l'activation au cours du temps des différentes zones du cerveau lors de la réalisation d'une tache cognitive (reconnaissance phonémique/sémantique). Il s'agit donc de simuler le comportement du cerveau considéré comme un système dynamique dont les paramètres sont mal quantifiés à partir de connaissances sur ses structures physiques et fonctionnelles. L'approche retenue est la simulation par réseau causal qualitatif qu'il est envisagé de coupler par la suite a des réseaux de neurones pour la reconnaissance des signaux a l'entree du système. Ce simulateur nous permettra de tester les différentes hypothèses de propagation et de confronter les résultats avec des images cérébrales obtenues par 2 techniques complémentaires, la tomographie et l'electrophysiologie quantifiée.

Décision et représentation des connaissances

Résumé: Un problème de décision consiste généralement à déterminer une décision optimale en fonction de préférences d'un agent et de ses connaissances sur le monde. L'IA a donne naissance à de nombreux langages de représentation (logiques ou autres) permettant d'exprimer des préférences et/ou des connaissances. Ces langages sont associés à des formalismes (déductifs notamment) qui permettent d'expliciter par le raisonnement la fonction de préférence implicitement décrite et/ou les connaissances. Par ailleurs, les Sciences de la Décision offrent des modèles formels et normatifs variés pour la prise de décision. La spécificité de notre groupe est d'aborder les intéractions mutuelles entre les deux disciplines, en particulier: l'élaboration de nouveaux formalismes décisionnels (en particulier qualitatifs) plus adaptés à la nature des connaissances et des préférences manipulées en IA; l'élaboration d'une taxonomie des formalismes pour la décision dans l'incertain et des systèmes d'aide à la décision; la définition de langages de représentation structurés de problèmes de décision et l'élaboration de méthodes de calcul associées; la prise en considération du temps de calcul et plus généralement des ressources informatiques disponibles dans l'évaluation de la qualité d'une décision; les applications spécifiques à la planification et au diagnostic.

Graphes conceptuels (1) : Graphes conceptuels emboités et règles d'inférence

Résumé: Nous présenterons des opérations de graphe permettant d'utiliser des règles de graphes conceptuels dans des mécanismes de chaînage avant et de chaînage arrière. Dans les deux cas les opérations proposées sont adéquates et complètes par rapport à la déduction en logique du premier ordre. Après une présentation du modèle des graphes conceptuels emboités, nous définissons le type de règles traitées et leur sémantique logique. Puis nous détaillerons le mécanisme de chaînage avant. Enfin, le mécanisme de chaînage arrière sera explicité, avec sa particularité qui consiste à ne pas éclater la requête courante en sous-requêtes élémentaires (constituées d'une relation et de ses voisins), mais nous déterminerons des points de coupure qui définissent des sous-graphes plus complexes qui peuvent etre traités comme un tout. Pour la clarté de l'exposé les deux mécanismes seront détaillés sur les graphes simples, et nous montrerons comment on les étends aux graphes conceptuels emboités.

Graphes conceptuels (2) : Application pour la modélisation de comportements stéréotypés dans des organisations humaines

Résumé : Cette recherche, réalisée en collaboration avec Dassault Electronique, exploite le formalisme des graphes conceptuels dans le cadre d'une application d'ingénierie des connaissances. Nous développons un système d'assistance à la modélisation de comportements stéréotypés dans des organisations humaines. Le langage de représentation utilisé pour la modélisation doit être proche des concepts de l'expert, afin d'être lisible et compréhensible. Il doit également avoir une sémantique claire, afin de pouvoir définir un algorithme de simulation symbolique des comportements. La simulation "met les modèles au travail" sur des cas concrets. L'analyse du déroulement et des résultats de la simulation permet à l'expert d'évaluer les modules. L'objectif est d'impliquer l'expert dans le processus de modélisation. Certaines caractéristiques des graphes conceptuels (lisibilité, facilité d'extension, apects terminologique, assertionnel et formel) nous ont incité à les choisir comme formalisme de représentation pour la modélisation.

Raisonnement spatial et temporel

Résumé : Bien que, ou parce que, toutes les activités et toutes les perceptions humaines sont relatives au temps et à l'espace, ni les philosophes, ni les scientifiques n'en fournissent de définition unanime. Kant conçoit l'espace et le temps comme des conditions nécessaires de l'expérience humaine, qui ne porte jamais sur la réalité en soi, mais sur les phénomènes qu'on perçoit. Pour Pascal ce sont des choses premières qu'il est impossible, voire inutile de définir.
Le temps et l'espace sont des modalités fondamentales de l'existence et de la connaissance que l'on en a. A défaut de les définir, les hommes se sont attachés au cours des siècles à les mesurer. Ces approches métriques, numériques, ont été l'enjeu de travaux considérables pour gagner en précision.
Pour autant l'absence de précision dans la localisation, n'a jamais empêché de constater - qualitativement - que le temps et l'espace sont source de relations entre les objets et les événements.
Les représentations de ces approches qualitatives n'ont reçu de formalisation mathématique que vers la fin du siècle dernier, où Henri Poincaré fonde les bases des travaux ultérieurs sur la relativité comme sur la topologie.
Ces approches qualitatives focalisent le travail du groupe Kanéou, en terme de représentation (logique, modèles, langue naturelle), de traitement (CSP, multi-agents) et d'application (diagnostic, aménagement, systèmes d'information géographique).