Proposition de sujet de thèse en informatique (intelligence artificielle)

Proposition d'un modèle générique de cartes cognitives pour la représentation, l'extraction et l'analyse de savoirs.

 

 

Cette thèse a lieu dans le cadre du projet ACS (Analyse Cognitive de Savoirs) monté par le LERIA (Responsable : S. Loiseau) présenté en 180 secondes https://webtv.univ-nantes.fr/fiche/8744/atlanstic2020-presentation-du-projet-acs-analyse-cognitive-des-savoirs lors de la « Nantes Digital Week 2016 ».

Sujet de la thèse

 
La thèse se positionne en informatique dans les champs des modèles visuels de connaissances - spécifiquement des cartes cognitives [1] -, de l'extraction des connaissances, et de l'analyse de celles-ci. Un travail commun a été mis en place entre le LERIA (laboratoire d'informatique, Université d'Angers) http://www.info.univ-angers.fr/leria/ et le LETG-Géolittomer (laboratoire de géographie, Université de Nantes - CNRS) ces dernières années dans le cadre du projet appliqué en géographie Kifanlo [3] : les cartes (données) issues de ce projet serviront pour valider le travail de cette thèse ressortant de l'informatique (intelligence artificielle).
 

Le modèle des cartes cognitives est un modèle simple à utiliser ce qui explique son choix en géographie pour analyser les déterminants des stratégies de pêche, de manière à mieux les comprendre et ce faisant à anticiper les reports d'activité possibles liés au développement de nouveaux usages en mer (extraction de granulats, aires marines protégées, parcs éoliens, etc.). Au vu du retour d'expérience du projet Kifanlo, certaines limites du modèle ont été mises au jour : l'organisation des concepts est rudimentaire, la détection des oublis et incohérences est manuelle et mal définie, la prise en compte des aspects temporels n'est pas possible alors qu'elle joue un rôle de premier plan dans l'évolution des savoirs et enfin la dimension spatiale n’est pas suffisamment explicite dans le modèle.

La thèse proposera un nouveau modèle générique de cartes cognitives qui lève ces limites.  D'abord, on étudiera comment les ontologies de type OWL [4] peuvent enrichir le modèle des cartes cognitives, ensuite on fournira des solutions de validation des cartes cognitives en s'appuyant sur les travaux de validation des systèmes à base de connaissances [5], enfin, et de manière importante, on verra comment intégrer une gestion des aspects temporels dans le modèle, à partir des nombreux travaux qui proposent des modélisations du temps en intelligence artificielle.

Positionnement de la thèse par rapport aux données récupérées (projet Kifanlo)

Un outil de gestion de cartes cognitives a été développé au LERIA entre 2008 et 2014 dans le cadre de deux thèses. Ce prototype a été professionnalisé en 2014/2015 lors d'un post doc, dans le cadre du projet Kifanlo sur l'analyse des pratiques de pêche maritime des flottilles ligériennes et leurs évolutions entre les années soixante dix et aujourd'hui ; projet financé par la Fondation de France [3]. Ce prototype a servi de base au recueil d'expertise des savoir-faire des pêcheurs de l'Ouest Atlantique : 32 enquêtes menées sur les pêcheurs actifs en 1977 et 50 enquêtes sur les pêcheurs actifs actuellement ont été effectuées. Le projet Kifanlo est dirigé par le LETG-Géolittomer et se termine cette année. La thèse s'appuiera sur le prototype du LERIA et les cartes construites (données) pour proposer un nouveau modèle de cartes cognitives à définir.

Déroulement de la thèse

État de l'art en informatique sur les modèles visuels, la modélisation du temps et de l'espace en représentation des connaissances ; prise en main de l'outil de gestion de cartes ; récupération des cartes du projet Kifanlo et critiques des utilisateurs.

Proposition d'un modèle de cartes cognitives généralisant les modèles existants et modélisant le temps et l'espace, proposition d'une approche de validation des cartes cognitives. Publications en informatique, et éventuellement en géographie appliquée.

Implémentation, validation sur les cartes existantes.

Rédaction de la thèse.

État de l’art

Les modèles visuels de connaissances sont issus principalement de la recherche en intelligence artificielle (IA) et secondairement en Interface Homme Machine (IHM). Parmi ceux-ci, on peut distinguer les modèles plutôt numériques, comme les réseaux bayésiens, des modèles plutôt symboliques comme les graphes conceptuels, OWL [4] ou les cartes cognitives.

Le modèle des cartes cognitives [1] est un modèle d'expression simple et donc bien adapté pour analyser des stratégies humaines globales dans le cadre, par exemple, d'interviews. Un travail de synthèse des usages et applications des cartes cognitives peut être trouvé dans [2]. Il en ressort que peu ou pas de travaux ont été effectués sur ce modèle concernant la détection des incohérences, et la prise en compte des aspects temporels et géographiques. La modélisation de ces aspects a été étudiée dans différents modèles de l'intelligence artificielle, cf par exemple [5]. La confrontation de ces modèles à la réalité des interviews issues de Kifanlo [3] devraient être riches d'idées nouvelles.

Conditions matérielles de la thèse

Cette thèse a lieu dans le cadre du projet ACS mené par le LERIA et financé par la région Pays de la Loire dans le cadre d’Atlanstic 2020 http://atlanstic2020.fr/ . Le financement de la thèse se fera dans le cadre d'un contrat doctoral. Le doctorant pourra s'il le souhaite devenir moniteur. Le démarrage de la thèse est prévu au premier Septembre 2017. La thèse se déroulera à Angers au LERIA ; une partie peut éventuellement se dérouler à Nantes si le doctorant le souhaite.

Encadrement

Stéphane Loiseau, David Genest LERIA (loiseau@info.univ-angers.fr, david.genest@univ-angers.fr).

Co-encadrement : Brice Trouillet LETG-Géolittomer (Brice.Trouillet@univ-nantes.fr)

Doctorant

Le doctorant sera soit issu d'un master informatique, soit issu d'une formation équivalente (ingénieur en informatique), soit un master ou école autre avec des compétences/appétences fortes en modélisation informatique (master de géomatique ou géographie, école agronomique...) ; dans les trois cas, il faudra évaluer le parcours et la motivation recherche du candidat.

Candidature

Les candidats sont invités à envoyer lettre de motivation, CV et relevé de notes par mail à loiseau@info.univ-angers.fr et david.genest@univ-angers.fr avant le 15 Avril 2017 si possible.

Bibliographie

[1] Axelrod R.M. Structure of decision: the cognitive maps of political elites. N.J.: Princeton, 1976.

[2] Le Dorze A., Garcia L., Genest D., Loiseau S. Synthesis of cognitive maps and applications. Proceedings of the 26th IEEE International Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI 2014), pages 292-298, IEEE, 2014.

[3] Kifanlo https://kifanlo.hypotheses.org

[4] W3C. OWL 2 Web Ontology Language. https://www.w3.org/TR/2012/REC-owl2-overview-20121211/ 2012.

[5] P. Marquis, O. Papini, H. Prade. Représentation des connaissances et formalisation des raisonnements. Cépaduès, 2014.