Academic literature on the topic 'Raisonnement computationnel'

Résumé L'archéologie est depuis vingt ans le lieu d'un programme de recherches consacrées à une analyse formelle des constructions historiques, inspirée du paradigme computationnel. Les travaux menés dans cette voie apportent quelque lumière sur des questions d'épistémologie pratique, groupées ici sous trois titres: le sens et la place du " naturel " dans ces constructions (langage naturel, logique naturelle, raisonnement naturel) ; la manière dont on s'y accommode ou non de la pluralité des interprétations et de leur caractère réputé non cumulatif ; la viabilité des positions médianes recommandées aujourd'hui entre science et littérature ou sens commun. L'article expose les enseignements tirés du programme logiciste sur ces différents points, en archéologie, et s'achève par une interrogation sur leur pertinence dans les sciences sociales en général.

Cette thèse aborde le défi de l'évaluation des formules logiques candidates, avec un accent particulier sur les axiomes, en combinant de manière synergique l'apprentissage automatique et le raisonnement symbolique. Cette approche innovante facilite la découverte automatique d'axiomes, principalement dans la phase d'évaluation des axiomes candidats générés. La recherche vise à résoudre le problème de la validation efficace et précise de ces candidats dans le contexte plus large de l'acquisition de connaissances sur le Web sémantique.Reconnaissant l'importance des heuristiques de génération existantes pour les axiomes candidats, cette recherche se concentre sur l'avancement de la phase d'évaluation de ces candidats. Notre approche consiste à utiliser ces candidats basés sur des heuristiques, puis à évaluer leur compatibilité et leur cohérence avec les bases de connaissances existantes. Le processus d'évaluation, qui nécessite généralement beaucoup de calculs, est révolutionné par le développement d'un modèle prédictif qui évalue efficacement l'adéquation de ces axiomes en tant que substitut du raisonnement traditionnel. Ce modèle innovant réduit considérablement les exigences en matière de calcul, en utilisant le raisonnement comme un "oracle" occasionnel pour classer les axiomes complexes lorsque cela est nécessaire.L'apprentissage actif joue un rôle essentiel dans ce cadre. Il permet à l'algorithme d'apprentissage automatique de sélectionner des données spécifiques pour l'apprentissage, améliorant ainsi son efficacité et sa précision avec un minimum de données étiquetées. La thèse démontre cette approche dans le contexte du Web sémantique, où le raisonneur joue le rôle d'"oracle" et où les nouveaux axiomes potentiels représentent des données non étiquetées.Cette recherche contribue de manière significative aux domaines du raisonnement automatique, du traitement du langage naturel et au-delà, en ouvrant de nouvelles possibilités dans des domaines tels que la bio-informatique et la preuve automatique de théorèmes. En mariant efficacement l'apprentissage automatique et le raisonnement symbolique, ces travaux ouvrent la voie à des processus de découverte de connaissances plus sophistiqués et autonomes, annonçant un changement de paradigme dans la manière dont nous abordons et exploitons la vaste étendue de données sur le web sémantique
This thesis addresses the challenge of evaluating candidate logical formulas, with a specific focus on axioms, by synergistically combining machine learning with symbolic reasoning. This innovative approach facilitates the automatic discovery of axioms, primarily in the evaluation phase of generated candidate axioms. The research aims to solve the issue of efficiently and accurately validating these candidates in the broader context of knowledge acquisition on the semantic Web.Recognizing the importance of existing generation heuristics for candidate axioms, this research focuses on advancing the evaluation phase of these candidates. Our approach involves utilizing these heuristic-based candidates and then evaluating their compatibility and consistency with existing knowledge bases. The evaluation process, which is typically computationally intensive, is revolutionized by developing a predictive model that effectively assesses the suitability of these axioms as a surrogate for traditional reasoning. This innovative model significantly reduces computational demands, employing reasoning as an occasional "oracle" to classify complex axioms where necessary.Active learning plays a pivotal role in this framework. It allows the machine learning algorithm to select specific data for learning, thereby improving its efficiency and accuracy with minimal labeled data. The thesis demonstrates this approach in the context of the semantic Web, where the reasoner acts as the "oracle," and the potential new axioms represent unlabeled data.This research contributes significantly to the fields of automated reasoning, natural language processing, and beyond, opening up new possibilities in areas like bioinformatics and automated theorem proving. By effectively marrying machine learning with symbolic reasoning, this work paves the way for more sophisticated and autonomous knowledge discovery processes, heralding a paradigm shift in how we approach and leverage the vast expanse of data on the semantic Web

Le concept de confiance est un concept sociocognitif qui adresse la question de l'interaction dans les systèmes concurrents. Quand la complexité d'un système informatique prohibe l'utilisation de solutions traditionnelles de sécurité informatique en amont du processus de développement (solutions dites de type dur), la confiance est un concept candidat, pour le développement de systèmes d'aide à l'interaction. Dans cette thèse, notre but majeur est de présenter une vue d'ensemble de la discipline de la modélisation de la confiance dans les systèmes informatiques, et de proposer quelques modèles logiques pour le développement de module de confiance. Nous adoptons comme contexte applicatif majeur, les applications basées sur les architectures orientées services, qui sont utilisées pour modéliser des systèmes ouverts telle que les applications web. Nous utiliserons pour cela une abstraction qui modélisera ce genre de systèmes comme des systèmes multi-agents. Notre travail est divisé en trois parties, la première propose une étude de la discipline, nous y présentons les pratiques utilisées par les chercheurs et les praticiens de la confiance pour modéliser et utiliser ce concept dans différents systèmes, cette analyse nous permet de définir un certain nombre de points critiques, que la discipline doit aborder pour se développer. La deuxième partie de notre travail présente notre premier modèle de confiance. Cette première solution basée sur un formalisme logique (logique dynamique épistémique), démarre d'une interprétation de la confiance comme une croyance sociocognitive, ce modèle présentera une première modélisation de la confiance. Apres avoir prouvé la décidabilité de notre formalisme. Nous proposons une méthodologie pour inférer la confiance en des actions complexes : à partir de notre confiance dans des actions atomiques, nous illustrons ensuite comment notre solution peut être mise en pratique dans un cas d'utilisation basée sur la combinaison de service dans les architectures orientées services. La dernière partie de notre travail consiste en un modèle de confiance, où cette notion sera perçue comme une spécialisation du raisonnement causal tel qu'implémenté dans le formalisme des règles de production. Après avoir adapté ce formalisme au cas épistémique, nous décrivons trois modèles basés sur l'idée d'associer la confiance au raisonnement non monotone. Ces trois modèles permettent respectivement d'étudier comment la confiance est générée, comment elle-même génère les croyances d'un agent et finalement, sa relation avec son contexte d'utilisation
The concept of trust is a socio-cognitive concept that plays an important role in representing interactions within concurrent systems. When the complexity of a computational system and its unpredictability makes standard security solutions (commonly called hard security solutions) inapplicable, computational trust is one of the most useful concepts to design protocols of interaction. In this work, our main objective is to present a prospective survey of the field of study of computational trust. We will also present two trust models, based on logical formalisms, and show how they can be studied and used. While trying to stay general in our study, we use service-oriented architecture paradigm as a context of study when examples are needed. Our work is subdivided into three chapters. The first chapter presents a general view of the computational trust studies. Our approach is to present trust studies in three main steps. Introducing trust theories as first attempts to grasp notions linked to the concept of trust, fields of application, that explicit the uses that are traditionally associated to computational trust, and finally trust models, as an instantiation of a trust theory, w.r.t. some formal framework. Our survey ends with a set of issues that we deem important to deal with in priority in order to help the advancement of the field. The next two chapters present two models of trust. Our first model is an instantiation of Castelfranchi & Falcone's socio-cognitive trust theory. Our model is implemented using a Dynamic Epistemic Logic that we propose. The main originality of our solution is the fact that our trust definition extends the original model to complex action (programs, composed services, etc.) and the use of authored assignment as a special kind of atomic actions. The use of our model is then illustrated in a case study related to service-oriented architecture. Our second model extends our socio-cognitive definition to an abductive framework that allows us to associate trust to explanations. Our framework is an adaptation of Bochman's production relations to the epistemic case. Since Bochman approach was initially proposed to study causality, our definition of trust in this second model presents trust as a special case of causal reasoning, applied to a social context. We end our manuscript with a conclusion that presents how we would like to extend our work

Nous étudions la complexité théorique de tâches de raisonnement mettant en jeu la connaissance des agents dans les systèmes multi-agents. Nous considérons la logique épistémique dynamique (DEL) comme une façon naturelle d'exprimer la connaissance, qui permet d'exprimer la connaissance d'ordre supérieur des agents et des actions dynamiques partiellement observées. Nous montrons des résultats de complexité algorithmique pour la vérification de modèles et la satisfiabilité de formules de DEL, et définissons une approche symbolique pour ces mêmes problèmes. Nous étudions également la planification basée sur DEL ainsi que des quantifications sur certaines actions : les annonces publiques
We study the theoretical complexity of reasoning tasks involving knowledge in multi-agent systems. We consider dynamic epistemic logic (DEL) as a natural way of expressing knowledge, which allows to express nested knowledge of agents and partially observed dynamic actions. We show complexity results for model checking and satisfiability of DEL formulas, and define a symbolic approach for these problems. We also study DEL-based planning and quantification over specific actions: public announcements

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet ANR eThicAa, dont les ambitions ont été : de définir ce que sont des agents autonomes éthiques, de produire des représentations formelles des conflits éthiques et de leurs objets (au sein d’un seul agent autonome, entre un agent autonome et le système auquel il appartient, entre un agent autonome et un humain, entre plusieurs agents autonomes) et d’élaborer des algorithmes d’explication pour les utilisateurs humains. L’objet de la thèse plus particulièrement a été d’étudier la modélisation de conflits éthiques au sein d’un seul agent, ainsi que la production d’algorithmes explicatifs. Ainsi, le travail présenté ici décrit l’utilisation de langages de haut niveau dans la conception d’agents autonomes éthiques. Il propose un cadre logique nouveau et modulaire pour représenter et raisonner sur une variété de théories éthiques, sur la base d’une version modifiée du calcul des événements, implémentée en Answer Set Programming. Le processus de prise de décision éthique est conçu comme une procédure en plusieurs étapes, capturée par quatre types de modèles interdépendants qui permettent à l’agent d’évaluer son environnement, de raisonner sur sa responsabilité et de faire des choix éthiquement informés. En particulier, un modèle d’action permet à l’agent de représenter des scénarios et les changements qui s’y déroulent, un modèle causal piste les conséquences des décisions prises dans les scénarios, rendant possible un raisonnement sur la responsabilité et l’imputabilité des agents, un modèle du Bien donne une appréciation de la valeur éthique intrinsèque de finalités ou d’évènements, un modèle du Juste détermine les décisions acceptables selon des circonstances données. Le modèle causal joue ici un rôle central, car il permet d’identifier des propriétés que supposent les relations causales et qui déterminent comment et dans quelle mesure il est possible d’en inférer des attributions de responsabilité. Notre ambition est double. Tout d’abord, elle est de permettre la représentation systématique d’un nombre illimité de processus de raisonnements éthiques, à travers un cadre adaptable et extensible en vertu de sa hiérarchisation et de sa syntaxe standardisée. Deuxièmement, elle est d’éviter l’écueil de certains travaux d’éthique computationnelle qui directement intègrent l’information morale dans l’engin de raisonnement général sans l’expliciter – alimentant ainsi les agents avec des réponses atomiques qui ne représentent pas la dynamique sous-jacente. Nous visons à déplacer de manière globale le fardeau du raisonnement moral du programmeur vers le programme lui-même
This thesis is part of the ANR eThicAa project, which has aimed to define moral autonomous agents, provide a formal representation of ethical conflicts and of their objects (within one artificial moral agent, between an artificial moral agent and the rules of the system it belongs to, between an artificial moral agent and a human operator, between several artificial moral agents), and design explanation algorithms for the human user. The particular focus of the thesis pertains to exploring ethical conflicts within a single agent, as well as designing explanation algorithms. The work presented here investigates the use of high-level action languages for designing such ethically constrained autonomous agents. It proposes a novel and modular logic-based framework for representing and reasoning over a variety of ethical theories, based on a modified version of the event calculus and implemented in Answer Set Programming. The ethical decision-making process is conceived of as a multi-step procedure captured by four types of interdependent models which allow the agent to represent situations, reason over accountability and make ethically informed choices. More precisely, an action model enables the agent to appraise its environment and the changes that take place in it, a causal model tracks agent responsibility, a model of the Good makes a claim about the intrinsic value of goals or events, and a model of the Right considers what an agent should do, or is most justified in doing, given the circumstances of its actions. The causalmodel plays a central role here, because it permits identifying some properties that causal relations assume and that determine how, as well as to what extent, we may ascribe ethical responsibility on their basis. The overarching ambition of the presented research is twofold. First, to allow the systematic representation of an unbounded number of ethical reasoning processes, through a framework that is adaptable and extensible by virtue of its designed hierarchisation and standard syntax. Second, to avoid the pitfall of some works in current computational ethics that too readily embed moralinformation within computational engines, thereby feeding agents with atomic answers that fail to truly represent underlying dynamics. We aim instead to comprehensively displace the burden of moral reasoning from the programmer to the program itself

L’intégration de compétences transversales telles que la créativité, la résolution de problèmes et la pensée informatique, dans les programmes d’enseignement primaire et secondaire, est un défi majeur dans le domaine de l’éducation aujourd’hui. Nous postulons que l’enseignement et l’évaluation de ces compétences transversales pourraient bénéficier d’une meilleure compréhension des comportements des apprenants dans des activités spécifiques qui requièrent ces compétences. A cette fin, les sciences computationnelles de l’apprentissage (computational learning sciences) sont un champ en émergence qui requiert l’étroite collaboration des neurosciences computationnelles et des sciences de l’éducation pour permettre l’évaluation des processus d’apprentissage. Nous nous concentrons sur une tâche de résolution créative de problème dans laquelle le sujet est amené à construire un “véhicule” en combinant des cubes robotiques modulaires. Dans le cadre d’une action de recherche exploratoire, nous proposons plusieurs approches s’appuyant sur des formalismes symboliques à neuro-symboliques, afin de spécifier une telle tâche et de modéliser les comportements et processus cognitifs sousjacents d’un sujet engagé dans cette tâche. Bien qu’étant à un stade très préliminaire, une telle formalisation semble prometteuse pour mieux comprendre les mécanismes complexes impliqués dans la résolution créative de problèmes à plusieurs niveaux : (i) la spécification du problème et les observables d’intérêt à collecter pendant la tâche ; (ii) la représentation cognitive de l’espace-problème, en fonction des connaissances préalables et de la découverte des affordances, permettant de générer des trajectoires-solutions créatives ; (iii) une implémentation du raisonnement par inférence au sein d’un substrat neuronal
Integrating transversal skills such as creativity, problem solving and computational thinking, into the primary and secondary curricula is a key challenge in today’s educational field. We postulate that teaching and assessing transversal competencies could benefit from a better understanding of the learners’ behaviors in specific activities that require these competencies. To this end, computational learning science is an emerging field that requires the close collaboration of computational neuroscience and educational sciences to enable the assessment of learning processes. We focus on a creative problem-solving task in which the subject is engaged into building a “vehicle” by combining modular robotic cubes. As part of an exploratory research action, we propose several approaches based on symbolic to neuro-symbolic formalisms, in order to specify such a task and model the behavior and underlying cognitive processes of a subject engaged in this task. Despite being at a very preliminary stage, such a formalization seems promising to better understand complex mechanisms involved in creative problem solving at several levels: (i) the specification of the problem and the observables of interest to collect during the task; (ii) the cognitive representation of the problem space, depending on prior knowledge and affordance discovery, allowing to generate creative solution trajectories; (iii) an implementation of reasoning mechanisms within a neuronal substrate