Problématique

L’équipe « Raisonnements Plausibles, Décision, Méthodes de Preuves » (RPDMP) a une activité ancienne, importante, et reconnue en matière de représentation de l’incertain, de formalisation du raisonnement et de la décision.

Les dernières années ont été aussi l’occasion d’un élargissement de ses préoccupations à l’argumentation, l’apprentissage, la recherche d’information et l’étude des petits mondes hiérarchiques. On se borne dans la suite, à une brève évocation des principaux développements apportés par l’équipe sur de ces différents thèmes.

Représentations de l’incertain

Il est apparu fructueux d’introduire, à côté de la notion bien connue d’ensemble flou, l’idée d’élément flou (défini comme une fonction de l’ensemble des niveaux d’appartenance dans le référentiel de l’ensemble flou). Outre qu’un ensemble flou devient une réunion d’éléments flous, cela a l’avantage de renouveler le calcul des intervalles flous, comme ensembles authentiquement bornés par des éléments (appelés aussi dans ce cas « fronts ») flous.

Ceci a contribué à la résolution exacte d’extensions floues de problèmes de la recherche opérationnelle. L’étude des liens entre logique floue, théorie des possibilités et théorie des probabilités a continué de se développer de manière féconde. Ainsi, il a été montré qu’un nombre flou triangulaire symétrique contenait tous les intervalles de confiance des distributions de probabilité symétrique ayant même mode et même support que le nombre flou.

Plus généralement, l’utilisation du cadre possibiliste pour représenter des familles de mesures de probabilités s’avère très prometteuse pour les calculs de propagation de statistiques imprécises. Un résultat récent a permis de rapprocher par ailleurs les notions informationnelles de spécificité et d’entropie, au coeur respectivement des théories des possibilités et des probabilités. Tous ces résultats concernent ce qu’il est convenu d’appeler la théorie des possibilités numériques (c-à-d à valeur sur [0,1]). L’équipe a aussi continué à développer le versant purement qualitatif de la théorie des possibilités en relation avec l’étude des représentations ordinales de l’incertitude et de l’indépendance.

Enfin, l’idée de représentations bipolaires a fait l’objet d’une investigation systématique tant pour la représentation des connaissances que des préférences, en séparant ce qui est positivement affirmé de ce qui l’est négativement, conduisant ainsi à distinguer ce qui est « garanti possible » de ce qui est simplement « pas impossible ».

Raisonnement

L’équipe poursuit depuis longtemps une activité importante en matière de formalisation de diverses formes de raisonnement de sens commun qui sortent du cadre du raisonnement déductif classique.

Certains de ces types de raisonnement s’inscrivent directement dans le prolongement du volet précédent : le raisonnement en présence d’informations incertaines a suscité le développement de formalismes alliant logique et représentations de l’incertain, que ce soient des représentations de type numérique (logique possibiliste et ses extensions), ou ordinal (raisonnement non-monotone). Ainsi la fusion d’informations a fait l’objet de différents travaux tant au niveau de la nature des informations combinées, que de sa définition syntaxique en accord avec la sémantique, ou de son axiomatique.

Les aspects dynamiques du raisonnement ont été abondamment étudiés au cours de ces quatre dernières années, qu’il s’agisse de la révision des croyances, du raisonnement temporel incertain, ou du raisonnement sur les mondes dynamiques (représentation des actions, mise à jour des croyances, extrapolation de croyances à partir de données à différents instants). Le raisonnement à partir de cas, le diagnostic, et depuis peu la causalité, ont également fait l’objet de travaux récents.

Décision

L’équipe a poursuivi l’étude de formalismes et le développement d’outils de calcul pour la prise de décision. Une partie des travaux réalisés se situent à la frontière de l’économie mathématique et de la psychologie cognitive (étude axiomatique de modèles qualitatifs et ordinaux pour la décision dans l’incertain, et de leur relation avec l’utilité espérée).

Une autre partie concerne, in fine, l’automatisation des processus de prise de décision (en vue de la programmation d’agents autonomes) pour différentes classes de problèmes : décision séquentielle (planification, ordonnancement) en présence éventuelle d’incertitude et/ou d’observabilité partielle, décision de groupe (vote, partage équitable de ressources), satisfaction de contraintes ; les résultats obtenus vont de l’étude de langages logiques ou graphiques pour la représentation compacte de préférences (expressivité, complexité, efficacité spatiale) à l’étude et l’expérimentation d’algorithmes pour les classes de problèmes mentionnées ci-dessus.

Ces méthodes et outils ont été utilisés dans deux champs d’application : le partage équitable de ressources satellitaires et la gestion de contraintes diététiques.

Argumentation

Le raisonnement argumentatif, a d’abord été étudié dans l’équipe pour sa capacité à appréhender des situations d’inférence à partir d’informations incohérentes car émanant de plusieurs sources ou reflétant plusieurs points de vue, ayant éventuellement des niveaux de priorité différents.

Il s’avère également jouer un rôle crucial dans des tâches de décision (où il faut peser le pour et le contre, compte tenu de ce que l’on sait), de dialogue et de négociation où chaque agent doit faire valoir son point de vue, l’argumenter, contre-argumenter, réagir à des offres ou en proposer de nouvelles, sur un mode éventuellement coopératif. La formation de coalitions d’agents a été aussi étudiée dans cette perspective. Ces recherches s’inscrivent donc aussi dans le prolongement des deux volets précédents, en agrandissant les perspectives.

Apprentissage

L’apprentissage en tant que tel est un sujet de recherche récent de l’équipe. Cette thématique apparaît de plus en plus complémentaire avec d’autres préoccupations telles que le raisonnement à partir de cas, le raisonnement par défaut, ou le résumé d’informations.

Les résultats obtenus portent essentiellement sur

• la découverte de règles par défaut (en construisant par regroupement des structures probabilistes très particulières compatibles avec le raisonnement par défaut),
• la spécification de fonction mal-connues à l’aide de règles floues graduelles,
• l’étude des règles d’association floues,
• l’induction de règles floues en Programmation Logique Inductive, permettant un gain d’expressivité,
• l’induction en logique possibiliste, qui permet de résoudre de manière plus satisfaisante des problèmes d’apprentissage multi-classes trouvant à la fois des règles générales et des règles spécifiques pour les cas exceptionnels.

Par ailleurs, les idées d’apprentissage réactif, issues de Piaget, ont été modèlisées au plan informatique et appliquées à des problèmes de perception sonore ou visuelle notamment.

Recherche d’information

L’équipe a développé depuis longtemps un intérêt pour l’évaluation de requêtes flexibles adressées à une base de données (éventuellement imprécises ou floues). Cette problématique a été étendue à l’intégration de documents semi-structurés dont on ne connaît pas a priori la structure.

Par ailleurs, en collaboration avec l’équipe SIG de l’IRIT, différentes idées issues du cadre représentationnel de la théorie des possibilités ont été introduites en recherche d’information (utilisation d’ontologies pondérées, approche bayésienne possibiliste, amélioration du classement des documents pertinents).

Petits mondes hiérarchiques

Un ensemble de travaux développés depuis quelques années concerne l’étude de graphes de type « petits mondes hiérarchiques », tant d’un point de vue fondamental (étude métrologique de ces graphes) qu’applicatif (étude de graphes linguistiques générés à partir de dictionnaires, donnant naissance à des travaux à la croisée de la linguistique, de la psychologie cognitive et de l’informatique ; étude du graphe des pages du web).

En dehors des nombreux résultats théoriques et méthodologiques marqués par un intérêt privilégié pour les représentation qualitatives, et bipolaires, nous tenons à souligner une participation importante à la conception et au développement de la plate-forme PRETI (Plate-forme de Recherche et d’Expérimentation en Traitement de l’Information).

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