Extraction de connaissances d'adaptation par analyse de la base de cas

En raisonnement à partir de cas, l'adaptation d'un cas source pour résoudre un problème cible est une étape à la fois cruciale et difficile à réaliser. Une des raisons de cette difficulté tient au fait que les connaissances d'adaptation sont généralement dépendantes du domaine d'application. C'est ce qui motive la recherche sur l'acquisition de connaissances d?adaptation (ACA). Cet article propose une approche originale de l'ACA fondée sur des techniques d'extraction de connaissances dans des bases de données (ECBD). Nous présentons CABAMAKA, une application qui réalise l'ACA par analyse de la base de cas, en utilisant comme technique d'apprentissage l'extraction de motifs fermés fréquents. L'ensemble du processus d'extraction des connaissances est détaillé, puis nous examinons comment organiser les résultats obtenus de façon à faciliter la validation des connaissances extraites par l'analyste

Connaître les plantes utiles pour l’Agriculture Biologique d’après la littérature : Construction et exploration d’une base de connaissances pour la santé végétale et animale

Organic Farming excludes the use of synthetic chemicals to protect plants in the field or during grain storage and questions the use of antibiotics for livestock breeding or aquaculture. One way to limit major constraints of chemicals (pests and diseases) is to use active plants parts or plants-based products, as it has been described in the literature for plant and animal health. Our current work consists in building a knowledge database from existing literature and implementing exploration methods to support the extraction of knowledge by the potential users (smallholders, advisors, extensionists, researchers, producers, etc.). In early May 2018, the knowledge base gathered data from 227 published documents, dated from 1957 to 2017. Ninety-four percent of the 33,400 uses recorded concerned sub-Saharan African countries

Amélioration de l'expérience d'apprentissage dans un système hypermédia adaptatif éducatif grâce aux données extraites et inférées à partir des réseaux sociaux

Avec l'émergence des formations en ligne accessibles pour tous, la personnalisation de l'apprentissage devient de plus en plus cruciale et présente de nouveaux défis aux chercheurs du domaine. Il est actuellement nécessaire de tenir compte de l'hétérogénéité du public cible et lui présenter des contenus éducatifs adaptés à ses besoins et sa façon d'apprendre afin de lui permettre de profiter au maximum de ces formations et éviter le décrochage. Ce travail de recherche s'inscrit dans le cadre des travaux sur la personnalisation de l'apprentissage à travers les systèmes hypermédias adaptatifs utilisés en éducation (SHAE). Ces systèmes ont la vocation de personnaliser le processus d'apprentissage selon des critères bien spécifiques, tels que les pré-requis ou plus souvent les styles d'apprentissage, en générant un chemin d'apprentissage adéquat. Les SHAE se basent généralement sur trois modèles principaux à savoir le modèle apprenant, le modèle du domaine et le modèle d'adaptation. Bien que la personnalisation du processus d'apprentissage offerte par les SHAE actuels soit avantageuse pour les apprenants, elle présente encore certaines limites. D'un côté, juste le fait de personnaliser l'apprentissage augmente les chances que le contenu présenté à l'apprenant lui soit utile et sera ainsi mieux compris. Mais d'un autre côté, la personnalisation dans les SHAE existants se contente des critères niveau de connaissances et style d'apprentissage, et elle s'applique seulement à certains aspects qui n'ont pas évolué depuis leur création, à savoir le contenu, la présentation et la navigation. Ceci remet en question la pertinence des objets d'apprentissage attribués aux apprenants et la motivation de ces derniers à faire usage des SHAE sachant que ceux-ci se basent essentiellement sur les questionnaires pour la constitution de leur modèle apprenant. Suite à une étude empirique d'une cinquantaine de SHAE existants, révélant leurs atouts et limites, certains objectifs de recherche ont été identifiés afin d'améliorer l'expérience d'apprentissage à travers ces systèmes. Ces objectifs visent à établir un modèle de SHAE capable de (i) déterminer les données du modèle apprenant de façon implicite à partir des réseaux sociaux tout en répondant aux standards associés à ce modèle afin de construire le modèle apprenant; (ii) favoriser la collaboration entre les différents apprenants qui seraient mieux motivés à apprendre en collaborant; (iii) personnaliser, de façon automatique, de nouveaux aspects à savoir l'approche pédagogique, la collaboration et le feedback selon les traits de personnalité de l'apprenant en plus des trois volets existants. Un modèle de SHAE a été proposé pour répondre à ces objectifs. Ce modèle permet d’extraire les données personnelles de l'utilisateur à partir de ses réseaux sociaux et de prédire ses traits de personnalité selon son interaction avec ces réseaux. Par la suite, il est possible d'adapter les objets d'apprentissage, sur la base d'un système de recommandation, à ces traits de personnalité en plus du style d'apprentissage et du niveau de connaissances des apprenants. L'adaptation aux traits de personnalité de l'apprenant selon le modèle Big Five a permis de personnaliser de nouveaux aspects tels l'approche pédagogique, le type de collaboration et le feedback. Un prototype, "ColadaptLearn", conçu à partir de ce modèle et expérimenté avec un ensemble d'étudiants a permis de valider les choix du prototype pour les objets d'apprentissage, selon les règles préétablies, en les confrontant aux choix faits par les étudiants. Ces données ont été utilisées pour développer un réseau bayésien permettant de prédire les objets d'apprentissage adéquats aux futurs apprenants. Les résultats de l’expérimentation ont montré qu'il y a une bonne concordance entre les choix du prototype et ceux des apprenants, en plus d'une satisfaction de ces derniers par rapport aux feedbacks reçus, ce qui appuie le rajout des nouveaux aspects proposés. Comme suite à cette thèse, il est envisageable d'appliquer le modèle proposé dans des environnements d'apprentissage plus larges de types cours en ligne ouverts et massifs, jeu sérieux ou même des formations mobiles, ce qui contribuerait à mieux valider les propos amenés. Il est aussi possible d’utiliser des techniques d'apprentissage automatique autres que les réseaux bayésiens pour la prédiction des objets d'apprentissage adaptés. Finalement, il serait intéressant d'explorer d'autres sources de données qui pourraient fournir plus d'informations sur l'apprenant de façon implicite tels ses centres d'intérêt ou ses émotions auxquels un SHAE pourrait s'adapter.With the growth of online learning accessible to all, learning personalization is becoming increasingly crucial and presents new challenges for researchers. It is currently essential to take into account the heterogeneity of the target audience and adapt educational content to their needs and learning style in such a way that they are able to fully benefit from these learning forms and prevent them from dropping out. This research work addresses learning personalization through adaptive educational hypermedia systems (AEHS). These systems are designed to customize the learning process according to specific criteria, such as prerequisites or, more often, learning styles, by generating a suitable learning path. AEHS are generally based on three main models: the learning model, the domain model and the adaptation model. Although the learning process customization offered by current AEHS is beneficial to learners, it still has some limitations. On one hand, just the fact of personalizing learning increases the likelihood that the content presented to the learner will be useful and thus better understood. But on the other hand, customization in existing AEHS is limited to the criteria knowledge level and learning style and applies only to certain aspects which have not evolved since their creation, namely content, presentation and navigation. This questions the relevance of the learning objects assigned to learners and their motivation to use such AEHS, knowing that they rely essentially on questionnaires to build their learner model. After conducting an empirical study of 50 existing AEHS, revealing their strengths and limitations, some research objectives were identified to improve the learning experience through such systems. These objectives aim to establish an AEHS model which is able to (i) implicitly identify the learning model data on the basis of social networks while meeting the associated standards; (ii) promote collaboration between different learners who would be better motivated to learn while collaborating; (iii) automatically customize new aspects such as the teaching approach, collaboration and feedback according to learners' personality traits in addition to the three existing ones. An AEHS model has been proposed to meet these objectives. This model makes it possible to extract the user's personal data from his social networks and to predict his personality traits depending on his interaction with these networks. Thereafter, it is possible to adapt the learning objects, on the basis of a recommendation system, to these personality traits in addition to the criteria learning style and knowledge level. Adapting to the learner's personality traits according to the Big Five model enabled the customization of new aspects such as the pedagogical approach, the collaboration type and the feedback. A prototype, "ColadaptLearn", based on this model and experimented with a group of students, validated the prototype's choices for learning objects while confronting them to the students' choices. These data were then used to build a Bayesian network to predict the appropriate learning objects for future learners. The experimental results showed that there is a good match between the prototype choices and those of learners, in addition to learners' satisfaction regarding the feedback received, which supports the addition of the proposed new aspects. As a follow-up to this thesis, it is possible to apply the proposed model in a larger learning environment such as massive open online courses (MOOC), serious games or mobile learning, which would help to validate the proposals made. It is also possible to use other automatic learning techniques than Bayesian networks to predict suitable learning objects. Finally, it would be interesting to explore other data sources that could implicitly provide more information about the learner, such as his or her interests or emotions that an SHAE could adapt to

Extraction et modélisation de connaissances (Application à la conception de procédés)

L'activité de conception est un processus complexe et décisif dans le cycle de vie des produits et des procédés de fabrication. Dans le contexte actuel, les chercheurs et ingénieurs de conception notent une nette augmentation de la complexité des produits et procédés, pour satisfaire au mieux l ensemble des exigences croissantes provenant de l ensemble des acteurs du cycle de vie (industriels et utilisateurs) mais aussi du monde normatif. La gestion des connaissances et de l expertise métier est un atout important pour rendre plus efficace et accélérer ce processus. Les recherches actuelles sur la gestion des connaissances font émerger des méthodes et outils performants pour identifier, formaliser, exploiter et diffuser la connaissance et les expériences issues de conceptions passées en vue de produire rapidement de nouvelles solutions. Parmi les approches existantes le Raisonnement à Partir de Cas (RàPC) et la Programmation Par Contraintes (PPC) correspondent aux besoins identifiés en Génie des Procédés. A partir de l analyse de ces deux approches, ce travail propose un couplage du RàPC et de la PPC afin de fournir un cadre méthodologique et un outil logiciel pour une aide à la conception. Le RàPC permet de capitaliser et de remémorer les expériences passées. Toutefois, la modification de la solution passée pour répondre aux exigences du nouveau problème nécessite l ajout de nouvelles connaissances aussi appelées connaissances d adaptation. La PPC, quant à elle, offre justement un cadre approprié pour modéliser et gérer la connaissance permettant l obtention d une solution à un problème mais aussi ces connaissances d adaptation. Outre la formalisation des connaissances d adaptation, une des difficultés réside dans l acquisition de ces connaissances. Dans l approche proposée, le cycle traditionnel du RàPC a été modifié de façon à créer une boucle d interaction avec l utilisateur. Lorsqu un échec d adaptation se produit, cette boucle est activée et l expert est sollicité pour apporter les modifications nécessaires à l obtention d une solution appropriée. Cette correction est l occasion d acquérir en ligne cette nouvelle connaissance, qui sera par la suite mise à jour et ajoutée dans le système. Un cas d étude sur la conception d une opération unitaire de génie des procédés permet d illustrer l approche.Design is a complex and crucial process within the lifecycle of products and production processes. In the current context, design engineers and researchers notice an increasing in complexity of products and processes, in order to meet all the requirements coming from all the participants(manufacturers and users alike) in the life cycle and in the normative world as well. Knowledge management is an important asset to accelerate this process and improve its efficiency. Current research on knowledge management is producing new methods and tools to identify, formalize, exploit and disseminate knowledge from past designs experiences to produce new solutions rapidly. Among existing approaches, Case-Based Reasoning (CBR) and Constraint Programming (CP) are suited to needs identified in Process Engineering. Based on the analysis of these two approaches, this work proposes a coupling of CBR and the CP to provide a methodological framework and a software tool to assist design. The CBR allows to capitalize and retrieve past experiences. However, transforming the past solution to fit the new problem requirements needs the addition of new knowledge also known as Adaptation Knowledge. CP, meanwhile, offers an appropriate framework to model and manage knowledge required to obtain an appropriate solution to a problem, but also the adaptation knowledge. In addition to the formalization of adaptation knowledge, one of the remaining major difficulties lies in knowledge acquisition. In the proposed approach, the traditional CBR cycle has been modified to create a user interaction loop. When an adaptation failure occurs, this loop is activated and the expert is asked to make the necessary changes to achieve an appropriate solution. This correction is an opportunity to acquire this new knowledge online, which will be subsequently updated and added into the system. A case study on the design of a unit operation of Process Engineering is used to illustrate the approachTOULOUSE-INP (315552154) / SudocSudocFranceF

Extraction et modélisation de connaissances : Application à la conception de procédés

L'activité de conception est un processus complexe et décisif dans le cycle de vie des produits et des procédés de fabrication. Dans le contexte actuel, les chercheurs et ingénieurs de conception notent une nette augmentation de la complexité des produits et procédés, pour satisfaire au mieux l’ensemble des exigences croissantes provenant de l’ensemble des acteurs du cycle de vie (industriels et utilisateurs) mais aussi du monde normatif. La gestion des connaissances et de l’expertise métier est un atout important pour rendre plus efficace et accélérer ce processus. Les recherches actuelles sur la gestion des connaissances font émerger des méthodes et outils performants pour identifier, formaliser, exploiter et diffuser la connaissance et les expériences issues de conceptions passées en vue de produire rapidement de nouvelles solutions. Parmi les approches existantes le Raisonnement à Partir de Cas (RàPC) et la Programmation Par Contraintes (PPC) correspondent aux besoins identifiés en Génie des Procédés. A partir de l’analyse de ces deux approches, ce travail propose un couplage du RàPC et de la PPC afin de fournir un cadre méthodologique et un outil logiciel pour une aide à la conception. Le RàPC permet de capitaliser et de remémorer les expériences passées. Toutefois, la modification de la solution passée pour répondre aux exigences du nouveau problème nécessite l’ajout de nouvelles connaissances aussi appelées connaissances d’adaptation. La PPC, quant à elle, offre justement un cadre approprié pour modéliser et gérer la connaissance permettant l’obtention d’une solution à un problème mais aussi ces connaissances d’adaptation. Outre la formalisation des connaissances d’adaptation, une des difficultés réside dans l’acquisition de ces connaissances. Dans l’approche proposée, le cycle traditionnel du RàPC a été modifié de façon à créer une boucle d’interaction avec l’utilisateur. Lorsqu’un échec d’adaptation se produit, cette boucle est activée et l’expert est sollicité pour apporter les modifications nécessaires à l’obtention d’une solution appropriée. Cette correction est l’occasion d’acquérir en ligne cette nouvelle connaissance, qui sera par la suite mise à jour et ajoutée dans le système. Un cas d’étude sur la conception d’une opération unitaire de génie des procédés permet d’illustrer l’approche. ABSTRACT : Design is a complex and crucial process within the lifecycle of products and production processes. In the current context, design engineers and researchers notice an increasing in complexity of products and processes, in order to meet all the requirements coming from all the participants(manufacturers and users alike) in the life cycle and in the normative world as well. Knowledge management is an important asset to accelerate this process and improve its efficiency. Current research on knowledge management is producing new methods and tools to identify, formalize, exploit and disseminate knowledge from past designs experiences to produce new solutions rapidly. Among existing approaches, Case-Based Reasoning (CBR) and Constraint Programming (CP) are suited to needs identified in Process Engineering. Based on the analysis of these two approaches, this work proposes a coupling of CBR and the CP to provide a methodological framework and a software tool to assist design. The CBR allows to capitalize and retrieve past experiences. However, transforming the past solution to fit the new problem requirements needs the addition of new knowledge also known as Adaptation Knowledge. CP, meanwhile, offers an appropriate framework to model and manage knowledge required to obtain an appropriate solution to a problem, but also the adaptation knowledge. In addition to the formalization of adaptation knowledge, one of the remaining major difficulties lies in knowledge acquisition. In the proposed approach, the traditional CBR cycle has been modified to create a user interaction loop. When an adaptation failure occurs, this loop is activated and the expert is asked to make the necessary changes to achieve an appropriate solution. This correction is an opportunity to acquire this new knowledge online, which will be subsequently updated and added into the system. A case study on the design of a unit operation of Process Engineering is used to illustrate the approac

Le raisonnement à base de cas dans la planification financière

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Étude et modélisation des connaissances et raisonnement de l'apprenant dans un STI

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Hypermédia, interaction et apprentissage dans des systèmes d'information et de communication : résultats et agenda de recherche

L'apprentissage des langues assisté par ordinateur (ALAO), dans ses aspects recherche sur les processus d'apprentissage ou aide à l'enseignement, connaît une profonde évolution depuis plusieurs années avec, notamment, la généralisation des environnements informatiques multimédias et des réseaux comme Internet, que nous engloberons pour les besoins de l'exposé sous la dénomination générique de " systèmes d'information et de communication " (SIC) (ALSIC, 2000 ; Chanier & Pothier, 1998). Si l'on peut parler d'évolution pour la minorité d'enseignants de langues et de chercheurs qui se considère comme faisant partie du domaine de l'ALAO, il ne serait sans doute pas exagéré d'avancer le terme de bouleversements pour qualifier les mutations en cours dans les métiers de la formation des langues. Nous avons commencé à vivre une période enthousiasmante certes mais critique, car une majorité de professionnels (au sens large, c'est-à-dire du privé ou du secteur éducatif) sont confrontés à un phénomène jusqu'alors inconnu d'eux-mêmes, à l'exception de la minorité agissante d'ALAO (et encore pas toute puisque l'évolution signalée au début n'a pas touché de la même façon tout le milieu). Il s'agit donc d'une période de rupture avec le passé, d'une période dans laquelle la présentation des SIC, de leurs relations avec l'apprentissage va revêtir de multiples formes, éventuellement opposées, parce qu'elle est un enjeu scientifique, sociologique, voire de pouvoir. Cet article adoptera un position très différente de celle que nous venons d'évoquer. En particulier, dire que les termes cités ci-dessus sont flous est un leurre. Comme nous le montrerons, chacun a plusieurs acceptions dont l'utilisation dépend des perspectives de travail retenues. Des perspectives différentes divisent ainsi chacun des champs disciplinaires de référence, ou, de façon plus constructive, peuvent rassembler des personnes appartenant à des champs distincts, en particulier le domaine des EIAH et d'une partie de l'ALAO, parce que ces personnes ont des façons comparables d'apprécier le rôle des SIC dans l'apprentissage. Enfin, nous essayerons à l'intérieur de l'évolution que connaît l'ALAO de rechercher un continuum dans les études et recherche avec la période pré multimédia et Internet, tout en essayant de dégager les nouveaux enjeux. Ainsi, plutôt que de parler en terme de rupture, nous préférons, pour reprendre l'exemple bien connu des révolutions scientifiques (particulièrement en physique), chercher à construire en assimilant les travaux et approches du passé récent