Génération modulaire de grammaires formelles

The work presented in this thesis aim at facilitating the development of resources for natural language processing. Resources of this type take different forms, because of the existence of several levels of linguistic description (syntax, morphology, semantics, . . . ) and of several formalisms proposed for the description of natural languages at each one of these levels. The formalisms featuring different types of structures, a unique description language is not enough: it is necessary to create a domain specific language (or DSL) for every formalism, and to implement a new tool which uses this language, which is a long a complex task. For this reason, we propose in this thesis a method to assemble in a modular way development frameworks specific to tasks of linguistic resource generation. The frameworks assembled thanks to our method are based on the fundamental concepts of the XMG (eXtensible MetaGrammar) approach, allowing the generation of tree based grammars. The method is based on the assembling of a description language from reusable bricks, and according to a unique specification file. The totality of the processing chain for the DSL is automatically assembled thanks to the same specification. In a first time, we validated this approach by recreating the XMG tool from elementary bricks. Some collaborations with linguists also brought us to assemble compilers allowing the description of morphology and semantics.Les travaux présentés dans cette thèse visent à faciliter le développement de ressources pour le traitement automatique des langues. Les ressources de ce type prennent des formes très diverses, en raison de l’existence de différents niveaux d’étude de la langue (syntaxe, morphologie, sémantique,. . . ) et de différents formalismes proposés pour la description des langues à chacun de ces niveaux. Les formalismes faisant intervenir différents types de structures, un unique langage de description n’est pas suffisant : il est nécessaire pour chaque formalisme de créer un langage dédié (ou DSL), et d’implémenter un nouvel outil utilisant ce langage, ce qui est une tâche longue et complexe. Pour cette raison, nous proposons dans cette thèse une méthode pour assembler modulairement, et adapter, des cadres de développement spécifiques à des tâches de génération de ressources langagières. Les cadres de développement créés sont construits autour des concepts fondamentaux de l’approche XMG (eXtensible MetaGrammar), à savoir disposer d’un langage de description permettant la définition modulaire d’abstractions sur des structures linguistiques, ainsi que leur combinaison non-déterministe (c’est à dire au moyen des opérateurs logiques de conjonction et disjonction). La méthode se base sur l’assemblage d’un langage de description à partir de briques réutilisables, et d’après un fichier unique de spécification. L’intégralité de la chaîne de traitement pour le DSL ainsi défini est assemblée automatiquement d’après cette même spécification. Nous avons dans un premier temps validé cette approche en recréant l’outil XMG à partir de briques élémentaires. Des collaborations avec des linguistes nous ont également amené à assembler des compilateurs permettant la description de la morphologie de l’Ikota (langue bantoue) et de la sémantique (au moyen de la théorie des frames)

Potentiel et application des systèmes experts pour le transport urbain collectif

Applications potentielles des S.E. : Généralités -- Évaluation du potentiel d'application des S.E. en transport -- Quelques applications potentielles des S.E. en transport -- Les S.E. de renseignement -- Les S.E. d'aide à l'analyse et l'interprétation -- Les S.E. de design -- Les S.E. d'aide au diagnostic -- Les S.E. d'identification -- Les S.E. de contrôle et de surveillance -- Les S.E. de support des politiques -- Quelques applications de S.E. en transport -- La circulation -- Considérations d'environnement et de sécurité -- Design des réseaux -- Entretien des infrastructures -- S.E. de renseignement pour le T.U.C. -- Construction du S.E. -- Évaluation du protorype de S.E. -- Synthèse -- Évolution de l'approche S.E

Une approche propédagogique du diagnostic cognitif dans les STI : conception, formalisation et implémentation

Dans un STI, la question de la conception et de l'implémentation du diagnostic cognitif (DC) du comportement de l'apprenant est abordée de manière intuitive et au "cas par cas", selon les objectifs spécifiques de ce STI. D'un point de vue purement opérationnel, cette approche n'est pas vraiment néfaste puisque les STI qui en résultent "fonctionnent". Cependant lorsqu' il s'agit de rendre au DC dans un STI, la dimension pédagogique qui lui est naturellement sienne dans le tutorat humain, un regard en perspective sur des considérations plus fondamentales favorise la réflexion dans ce sens. Cette thèse formule, formalise et implémente explicitement une dimension «propédagogique» du DC dans les STI. Cette dimension pro-pédagogique s'exprime principalement à travers deux relations qui n'ont jamais été explicitement étudiées et mises en pratique dans la recherche sur le DC dans les STI : la relation entre le DC et les paradigmes de cognition; la relation entre le DC et son exploitation pédagogique, en l'occurrence la remédiation des difficultés de l'apprenant, ce à travers une boucle diagnostic-remédiation. Outre leur originalité conceptuelle, ces relations sont articulées dans un cadre de spécification pour le DC lorsqu'il s'agit de l'appliquer dans un STI. L'originalité de l'idée d'un tel cadre de référence est qu'il favorise une préservation de la fidélité pédagogique du DC au cours de son implémentation dans un système informatique. Sur le plan informatique, l'originalité de la contribution de cette thèse est qu'elle formalise cette perspective du processus de DC dans un STI, notamment en systématisant la dynamique de la boucle diagnostic-remédiation à travers: (1) un algorithme générique de type « générer et tester», (2) l'intégration à cet algorithme de mécanismes formels de raisonnement incertain par le biais des inférences bayésiennes (pour tenir compte des facteurs d'incertitude reliés au DC dans un STI) et (3) l'implémentation de cet algorithme dans une librairie de programmes génériques et donc réutilisables par tout membre de la communauté AIED désireux d'adopter cette philosophie de diagnostic cognitif dans un STI

Un modèle hybride pour le support à l'apprentissage dans les domaines procéduraux et mal définis

Pour construire des systèmes tutoriels intelligents capables d'offrir une assistance hautement personnalisée, une solution populaire est de représenter les processus cognitifs pertinents des apprenants à l'aide d'un modèle cognitif. Toutefois, ces systèmes tuteurs dits cognitifs ne sont applicables que pour des domaines simples et bien définis, et ne couvrent pas les aspects liés à la cognition spatiale. De plus, l'acquisition des connaissances pour ces systèmes est une tâche ardue et coûteuse en temps. Pour répondre à cette problématique, cette thèse propose un modèle hybride qui combine la modélisation cognitive avec une approche novatrice basée sur la fouille de données pour extraire automatiquement des connaissances du domaine à partir de traces de résolution de problème enregistrées lors de l'usagé du système. L'approche par la fouille de données n'offre pas la finesse de la modélisation cognitive, mais elle permet d'extraire des espaces problèmes partiels pour des domaines mal définis où la modélisation cognitive n'est pas applicable. Un modèle hybride permet de profiter des avantages de la modélisation cognitive et de ceux de l'approche fouille de données. Des algorithmes sont présentés pour exploiter les connaissances et le modèle a été appliqué dans un domaine mal défini : l'apprentissage de la manipulation du bras robotisé Canadarm2. \ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Systèmes tutoriels intelligents, cognition spatiale, robotique, fouille de donnée