Composition dynamique de services sensibles au contexte dans les systèmes intelligents ambiants

With the appearance of the paradigms of the ambient intelligence and ubiquitaire robotics, we attend the emergence of new ambient intelligent systems to create and manage environments or intelligent ecosystems in a intuitive and transparent way. These environments are intelligent spaces characterized in particular by the opening, the heterogeneousness, the uncertainty and the dynamicité of the entities which establish(constitute) them. These characteristics so lift(raise) considerable scientific challenges for the conception(design) and the implementation of an adequate intelligent system. These challenges are mainly among five: the abstraction of the representation of the heterogeneous entities, the management of the uncertainties, the reactivity in the events, the sensibility in the context and the auto-adaptationAvec l'apparition des paradigmes de l'intelligence ambiante et de la robotique ubiquitaire, on assiste à l'émergence de nouveaux systèmes intelligents ambiants visant à créer et gérer des environnements ou écosystèmes intelligents d'une façon intuitive et transparente. Ces environnements sont des espaces intelligents caractérisés notamment par l'ouverture, l'hétérogénéité, l'incertitude et la dynamicité des entités qui les constituent. Ces caractéristiques soulèvent ainsi des défis scientifiques considérables pour la conception et la mise en œuvre d'un système intelligent adéquat. Ces défis sont principalement au nombre de cinq : l'abstraction de la représentation des entités hétérogènes, la gestion des incertitudes, la réactivité aux événements, la sensibilité au contexte et l'auto-adaptation face aux changements imprévisibles qui se produisent dans l'environnement ambiant. L'approche par composition dynamique de services constitue l'une des réponses prometteuses à ces défis. Dans cette thèse, nous proposons un système intelligent capable d'effectuer une composition dynamique de services en tenant compte, d'une part, du contexte d'utilisation et des diverses fonctionnalités offertes par les services disponibles dans un environnement ambiant et d'autre part, des besoins variables exprimés par les utilisateurs. Ce système est construit suivant un modèle multicouche, adaptatif et réactif aux événements. Il repose aussi sur l'emploi d'un modèle de connaissances expressif permettant une ouverture plus large vers les différentes entités de l'environnement ambiant notamment : les dispositifs, les services, les événements, le contexte et les utilisateurs. Ce système intègre également un modèle de découverte et de classification de services afin de localiser et de préparer sémantiquement les services nécessaires à la composition de services. Cette composition est réalisée d'une façon automatique et dynamique en deux phases principales: la phase offline et la phase online. Dans la phase offline, un graphe global reliant tous les services abstraits disponibles est généré automatiquement en se basant sur des règles de décision sur les entrées et les sorties des services. Dans la phase online, des sous-graphes sont extraits automatiquement à partir du graphe global selon les tâches à réaliser qui sont déclenchées par des événements qui surviennent dans l'environnement ambiant. Les sous-graphes ainsi obtenus sont exécutés suivant un modèle de sélection et de monitoring de services pour tenir compte du contexte d'utilisation et garantir une meilleure qualité de service. Les différents modèles proposés ont été mis en œuvre et validés sur la plateforme ubiquitaire d'expérimentation du laboratoire LISSI à partir de plusieurs scénarii d'assistance et de maintien de personnes à domicil

Les versions dans les bases de données orientées objet : modélisation et manipulation

This thesis concerns object oriented databases; it proposes solutions to model and manage databases integrating versions. The concept of version is needed in various application fields such as technical documentation management, computer aided design and software engineering. Versions permit notably to keep and manage the evolution of the real world entities handled in such fields. There are different ways for versioning. Some works chose to describe the global evolution of a database; they manage versions of the whole database or versions of a database subpart. Our study focuses on representing independently the evolution of each entity described in the database. On the one hand, we propose a conceptual model extended to the versioning of objects and classes. Composition and relationship links, whose semantics are refined by cardinalities, integrate versioning for complex entities. Such links, including versions, induce complex contraints for structural integrity. On the other hand, we propose a language to manage this kind of databases. Particularly, this language provide a SelectFromWhere-type querying which take into account the specificities of versions; a query can take the most of the different abstraction levels related to versions that is to say derivation forests, trees and versions. The model and the language are realized within a prototype. This prototype is an end-user interface which provides a graphical management of databases integrating versions.Cette thèse s'inscrit dans le domaine des bases de données orientées objet ; elle propose des solutions pour décrire et manipuler des bases de données intégrant des versions. Le concept de version est nécessaire dans de nombreux domaines d'application comme la gestion de documentations techniques, la conception assistée par ordinateur et le génie logiciel. Les versions permettent notamment de conserver et manipuler l'évolution des entités du monde réel gérées dans de tels domaines. Différentes gestions de versions sont possibles. Certains travaux gèrent des versions de base ou d'une partie de base pour décrire l'évolution globale d'une base de données ; notre étude s'intéresse, quant à elle, à la représentation de l'évolution de chaque entité décrite dans la base, de manière indépendante. Nous proposons, d'une part, un modèle conceptuel intégrant la gestion de versions d'objets et de classes. Les relations de composition et d'association, dont la sémantique est affinée à l'aide de cardinalités, intègrent les versions pour des entités complexes. De telles relations, incluant les versions, induisent des contraintes d'intégrité structurelle complexes, dont nous faisons l'étude. D'autre part, nous proposons un langage pour manipuler ce type de bases de données. Ce langage permet notamment une interrogation de type Select From Where qui prend en compte les spécificités liées aux versions ; les différents niveaux d'abstraction liés aux versions c'est-à-dire les forêts de dérivation, les arbres et les versions, peuvent être exploités lors d'une interrogation. Une réalisation du modèle et du langage est effectuée au sein d'un prototype. Ce prototype est une interface destinée à des utilisateurs occasionnels, en permettant de manipuler graphiquement une base de données intégrant des versions

Ingénierie et Architecture d’Entreprise et des Systèmes d’Information - Concepts, Fondements et Méthodes

L'ingénierie des systèmes d'information s'est longtemps cantonnée à la modélisation du produit (objet) qu'est le système d’information sans se préoccuper des processus d'usage de ce système. Dans un environnement de plus en plus évolutif, la modélisation du fonctionnement du système d’information au sein de l'entreprise me semble primordiale. Pendant les deux dernières décennies, les pratiques de management, d’ingénierie et d’opération ont subi des mutations profondes et multiformes. Nous devons tenir compte de ces mutations dans les recherches en ingénierie des systèmes d’information afin de produire des formalismes et des démarches méthodologiques qui sauront anticiper et satisfaire les nouveaux besoins, regroupés dans ce document sous quatre thèmes:1) Le système d’information est le lieu même où s’élabore la coordination des actes et des informations sans laquelle une entreprise (et toute organisation), dans la diversité des métiers et des compétences qu’elle met en œuvre, ne peut exister que dans la médiocrité. La compréhension des exigences de coopération dans toutes ses dimensions (communication, coordination, collaboration) et le support que l’informatique peut et doit y apporter deviennent donc un sujet digne d’intérêt pour les recherches en système d’information.2) Le paradigme de management des processus d’entreprise (BPM) est en forte opposition avec le développement traditionnel des systèmes d’information qui, pendant plusieurs décennies, a cristallisé la division verticale des activités des organisations et favorisé ainsi la construction d’îlots d’information et d’applications. Cependant, les approches traditionnelles de modélisation de processus ne sont pas à la hauteur des besoins d’ingénierie des processus dans ce contexte en constant changement, que ce dernier soit de nature contextuelle ou permanente. Nous avons donc besoin de formalismes (i) qui permettent non seulement de représenter les processus d’entreprise et leurs liens avec les composants logiciels du système existant ou à venir mais (ii) qui ont aussi l’aptitude à représenter la nature variable et/ou évolutive (donc parfois éminemment décisionnelle) de ces processus.3) Les systèmes d’information continuent aujourd’hui de supporter les besoins classiques tels que l’automatisation et la coordination de la chaîne de production, l’amélioration de la qualité des produits et/ou services offerts. Cependant un nouveau rôle leur est attribué. Il s’agit du potentiel offert par les systèmes d’information pour adopter un rôle de support au service de la stratégie de l’entreprise. Les technologies de l’information, de la communication et de la connaissance se sont ainsi positionnées comme une ressource stratégique, support de la transformation organisationnelle voire comme levier du changement. Les modèles d’entreprise peuvent représenter l’état actuel de l’organisation afin de comprendre, de disposer d’une représentation partagée, de mesurer les performances, et éventuellement d’identifier les dysfonctionnements. Ils permettent aussi de représenter un état futur souhaité afin de définir une cible vers laquelle avancer par la mise en œuvre des projets. L’entreprise étant en mouvement perpétuel, son évolution fait partie de ses multiples dimensions. Nous avons donc besoin de représenter, a minima, un état futur et le chemin de transformation à construire pour avancer vers cette cible. Cependant planifier/imaginer/se projeter vers une cible unique et, en supposant que l’on y arrive, croire qu’il puisse exister un seul chemin pour l’atteindre semble irréaliste. Nous devons donc proposer des formalismes qui permettront de spécifier des scenarii à la fois pour des cibles à atteindre et pour des chemins à parcourir. Nous devons aussi développer des démarches méthodologiques pour guider de manière systématique la construction de ces modèles d’entreprise et la rationalité sous-jacente.4) En moins de cinquante ans, le propos du système d’information a évolué et s’est complexifié. Aujourd’hui, le système d’information doit supporter non seulement les fonctions de support de manière isolée et en silos (1970-1990), et les activités appartenant à la chaîne de valeur [Porter, 1985] de l’entreprise (1980-2000) mais aussi les activités de contrôle, de pilotage, de planification stratégique ainsi que la cohérence et l’harmonie de l’ensemble des processus liés aux activités métier (2000-201x), en un mot les activités de management stratégique et de gouvernance d’entreprise. La gouvernance d'entreprise est l'ensemble des processus, réglementations, lois et institutions influant la manière dont l'entreprise est dirigée, administrée et contrôlée. Ces processus qui produisent des ‘décisions’ en guise de ‘produit’ ont autant besoin d’être instrumentalisés par les systèmes d’information que les processus de nature plus opérationnels de l’entreprise. De même, ces processus stratégiques (dits aussi ‘de développement’) nécessitent d’avoir recours à des formalismes de représentation qui sont très loin, en pouvoir d’expression, des notations largement adoptées ces dernières années pour la représentation des processus d’entreprise.Ainsi, il semble peu judicieux de vouloir (ou penser pouvoir) isoler, pendant sa construction, l’objet “système d’information” de son environnement d’exécution. Si le sens donné à l’information dépend de la personne qui la reçoit, ce sens ne peut être entièrement capturé dans le système technique. Il sera plutôt appréhendé comme une composante essentielle d’un système socio-technique incluant les usagers du système d’information technologisé, autrement dit, les acteurs agissant de l’entreprise. De mon point de vue, ce système socio-technique qui mérite l’intérêt scientifique de notre discipline est l’entreprise. Les recherches que j’ai réalisées, animées ou supervisées , et qui sont structurées en quatre thèmes dans ce document, visent à résoudre les problèmes liés aux contextes de l'usage (l'entreprise et son environnement) des systèmes d’information. Le point discriminant de ma recherche est l'intérêt que je porte à la capacité de représentation :(i) de l'évolutivité et de la flexibilité des processus d'entreprise en particulier de ceux supportés par un système logiciel, d’un point de vue microscopique (modèle d’un processus) et macroscopique (représentation et configuration d’un réseau de processus) : thème 2(ii) du système d’entreprise dans toutes ses dimensions (stratégie, organisation des processus, système d’information et changement) : thème 3Pour composer avec ces motivations, il fallait :(iii) s’intéresser à la nature même du travail coopératif et à l’intentionnalité des acteurs agissant afin d’identifier et/ou proposer des formalismes appropriés pour les décrire et les comprendre : thème 1(iv) se questionner aussi sur les processus de management dont le rôle est de surveiller, mesurer, piloter l’entreprise afin de leur apporter le soutien qu’ils méritent du système d’information : thème

Sélection contextuelle de services continus pour la robotique ambiante

La robotique ambiante s'intéresse à l'introduction de robots mobiles au sein d'environnements actifs où ces derniers fournissent des fonctionnalités alternatives ou complémentaires à celles embarquées par les robots mobiles. Cette thèse étudie la mise en concurrence des fonctionnalités internes et externes aux robots, qu'elle pose comme un problème de sélection de services logiciels. La sélection de services consiste à choisir un service ou une combinaison de services parmi un ensemble de candidats capables de réaliser une tâche requise. Pour cela, elle doit prédire et évaluer la performance des candidats. Ces performances reposent sur des critères non-fonctionnels comme la durée d'exécution, le coût ou le bruit. Ce domaine applicatif a pour particularité de nécessiter une coordination étroite entre certaines de ses fonctionnalités. Cette coordination se traduit par l'échange de flots de données entre les fonctionnalités durant leurs exécutions. Les fonctionnalités productrices de ces flots sont modélisées comme des services continus. Cette nouvelle catégorie de services logiciels impose que les compositions de services soient hiérarchiques et introduit des contraintes supplémentaires pour la sélection de services. Cette thèse met en évidence la présence d'un important couplage non-fonctionnel entre les performances des instances de services de différents niveaux, même lorsque les flots de données sont unidirectionnels. L'approche proposée se concentre sur la prédiction de la performance d'une instance de haut-niveau sachant son organigramme à l'issue de la sélection. Un organigramme regroupe l'ensemble des instances de services sollicitées pour réaliser une tâche de haut-niveau. L'étude s'appuie sur un scénario impliquant la sélection d'un service de positionnement en vue de permettre le déplacement d'un robot vers une destination requise. Pour un organigramme considéré, la prédiction de performance d'une instance de haut-niveau de ce scénario introduit les exigences suivantes : elle doit (i)être contextuelle en tenant compte, par exemple, du chemin suivi pour atteindre la destination requise, (ii) prendre en charge le remplacement d'une instance de sous-service suite à un échec ou, par extension, de façon opportuniste. En conséquence, cette sélection de services est posée comme un problème de prise de décision séquentielle formalisé à l'aide de processus de décision markoviens à horizon fini. La dimensionnalité importante du contexte en comparaison à la fréquence des déplacements du robot rend inadaptées les méthodes consistant à apprendre directement une fonction de valeur ou une fonction de transition. L'approche proposée repose sur des modèles de dynamique locaux et exploite le chemin de déplacement calculé par un sous-service pour estimer en ligne les valeurs des organigrammes disponibles dans l'état courant. Cette estimation est effectuée par l'intermédiaire d'une méthode de fouille stochastique d'arbre, Upper Confidence bounds applied to TreesAmbient robotics aims at introducing mobile robots in active environments where the latter provide new or alternative functionalities to those shipped by mobile robots. This thesis studies the competition between robot and external functionalities, which is set as a service selection problem. Service selection consists in choosing a service or a combination of services among a set of candidates able to fulfil a given request. To do this, it has to predict and evaluate candidate performances. These performances are based on non-functional requirements such as execution time, cost or noise. This application domain requires tight coordination between some of its functionalities. Tight coordination involves setting data streams between functionalities during their execution. In this proposal, functionalities producing data streams are modelled as continuous services. This new service category requires hierarchical service composition and adds some constraints to the service selection problem. This thesis shows that an important non-functional coupling appears between service instances at different levels, even when data streams are unidirectional. The proposed approach focuses on performance prediction of an high-level service instance given its organigram. This organigram gathers service instances involved in the high-level task processing. The scenario included in this study is the selection of a positioning service involved in a robot navigation high-level service. For a given organigram, performance prediction of an high-level service instance of this scenario has to: (i) be contextual by, for instance, considering moving path towards the required destination, (ii) support service instance replacement after a failure or in an opportunist manner. Consequently, this service selection is set as a sequential decision problem and is formalized as a finite-horizon Markov decision process. Its high contextual dimensionality with respect to robot moving frequency makes direct learning of Q-value functions or transition functions inadequate. The proposed approachre lies on local dynamic models and uses the planned moving path to estimate Q-values of organigrams available in the initial state. This estimation is done using a Monte-Carlo tree search method, Upper Confidence bounds applied to TreesPARIS-EST-Université (770839901) / SudocSudocFranceF

Jeux pédagogiques collaboratifs situés (conception et mise en oeuvre dirigées par les modèles)

Un jeu pédagogique constitue une déclinaison relative à l apprentissage du concept de jeu sérieux (serious game). Ce type d'outil permet la ludification (gamification) de l'activité afin d'utiliser des éléments de jeu dans un contexte non ludique et conduit à catalyser l attention, faire accroître l engagement et augmenter la motivation des joueurs-apprenants dans les situations d apprentissage. Les jeux pédagogiques reposent sur la mise en situation et l immersion des apprenants, utilisant les ressorts ludiques dans des simulations axées vers la résolution de problèmes. Parmi des recherches antérieures, certains retours d expériences font écho d une trop grande artificialité de l activité notamment par manque de contextualisation de l apprentissage dans l environnement d utilisation des connaissances apprises. Nous avons proposé la mise en place un environnement mixte (physique et numérique) et l utilisation de techniques collaboratives pour raffiner l approche pédagogique. Ces orientations nous ont menés à la mise en place de ce que nous appelons des Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés (JPCS). Les deux questions de recherche qui nous ont été posées dans le cadre du projet SEGAREM et qui sont devenues les nôtres sont : 1/ comment accompagner les jeux sérieux par l approche Réalité Augmentée (RA) et l'approche Interface Tangible (IT)? 2/ comment rendre la conception et la mise en œuvre des JPCS (Jeux Pédagogiques Collaboratifs Situés) plus explicite et plus systématique ? Les réponses que nous présentons dans cette thèse sont les suivantes : 1/ la conception et la mise en œuvre des pupitres interactifs supportant des objets réels augmentés, associés à un protocole de communication existant, proposant un support générique des techniques d interaction détectée et de prise en compte du contexte physique d utilisation ; 2/ une approche de production de JPCS se situant après l étape de scénarisation ludo-pédagogique qui constitue notre cahier des charges. Nous avons basé notre approche sur des modèles pour permettre un support d expression qui précise les caractéristiques des JPCS. Ces modèles sont soutenus par des éditeurs contextuels et produisent comme résultat des fichiers de descriptions en XML. La projection des descriptions obtenues sur une architecture générique d exécution du JPCS permet une spécialisation pour obtenir une version exécutable. Dans les six modèles, certains sont adaptés des travaux antérieurs de l équipe, d'autres issues de la littérature et les derniers sont directement proposés ici. Ces six modèles décrivent l activité (un modèle d orchestration de l activité et un modèle de tâches), la structure de différents environnements, l état initial de l environnement et les conditions nécessaires d un état final et les interactions possibles entre les joueurs et l environnement. Nos travaux tant sur les pupitres que sur les modèles et le support d exécution ont été concrétisés dans la mise en place de Lea(r)nIt. Ce JPCS avait pour but de consolider des acquis méthodologiques en Lean Manufacturing par l utilisation et l optimisation d une chaîne de production simulée sur pupitres (supportant interactions tactiles, interactions tangibles et pouvant être assemblés) et sur téléphones mobiles (permettant la mobilité des joueurs-apprenants).A Learning game is a declension of the serious game concept dedicated to the learning activity. A Learning game is based on a scenario and immersion of the learners with use of game mechanics on problem based simulation. The gamification concept is the use of game elements in a non-playful activity with as impact attention, motivation and engagement. However, some research feedback explains that too much artificiality on learning activity caused by a lack of contextualization of the activity on the professional environment. We propose to use Mixed Reality and Collaborative Supported Computer Work as technological solution to support situated and collaborative situation in aim to enhance pedagogical strategy and allow a better learning. We call it Situated Collaborative Learning Game (SCLG) as a concept of pedagogical tools to enhance learning of content with use of collaborative learning (when learners interactions is useful to learn), situated learning (when the environment context is meaningful) and human-physical objet interaction (with use of mixed reality, with kinesthetic and tangible interaction in augmented reality) and game based learning (when learner's motivation is improved by the learning activity). In these contexts, our two research questions are: 1 / How to create a serious games support by use of Augmented Reality (AR) approach and Tangible Interface (IT) approach? 2 / How to make design and development of SCLG (situated collaborative learning game) more explicit and systematic? We propose two solutions: 1/ the design and the production of four interactive desks with support of tangible interaction on and above the table. These devices are linked to a communication protocol which allows a generic support of technical interaction. 2/ A generic way to design the CSLG system, with integration of advanced human computer interaction support (as augmented reality and tangible interaction) and ubiquitous computing in Learning Games. For that, we propose, with a user centered oriented and model oriented design, a way to make a CSLG factory. For that, we propose use of six models to determinate the behavior of the CSLG. These six models describe learners activity (with use of three different models to follow the activity theory s), the mixed game environment, deployment of entities on the environment, and human computer interactions. All of these models are linked by an orchestration model and can be project on a multi-agent multi-layers architecture by use of XML description file. We propose tools to help each step of our design and production process. Our work on interactive desks, on the six models and on the runtime support has been realized in the production of Lea(r)nIT. This SCLG consolidate methodological knowledge of Lean Manufacturing by use and optimization of a simulated chain production on four desks (which support touch and tangible interactions and can be assembled) and on mobile phones (to allow movement of learners).LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF

Vers un Outil de Conception de Câblage : Le Logiciel InCa

The augmentation of technological level of power static converters due to increasing frequencyperformances of semi-conductors and due to the need of redueing the sizes of the structures makestheir design more and more tricky.The use of up-to-date components with high power of commutation does not allow to negleet theelectrical characteristies of connections not only face to inadmissible overvoltages when semiconductorsturn on but also when for their a.~sociation in parallel in high power structures.The characterization of cabling impedances before the realization of the prototype remains theprivileged way in the design of structures which allows to reduce costs and delays. For this, thesimulation is necessary to model connections.InCa. simulation 1001 dedicated 10 the characterization of cabling inductances using PEEC method'has been developped to ensure this stage of design. A method for modelling has been established. Itconsists in looking for the equivalent electrical circuit of connections considering not only the skin andproximity em~Cb but al~o the presence of a ground plane. The automatÎc coupling of InCa with anclectrical simulation tool such as SPICE atlows to use the results given by InCa in order to obtain thecuurent and voltage wave fonn.~ of the converter.InCa whose database is adapted to the solving method has a110wed to characterize varioul\ cablingtechnologies from integrclted circuit. hybrid technology to bus bar technology more and more used inthe power electronics structures.L'augmentation du niveau technologique des convertisseurs statiques d'Electronique de Puissanceinhérente aux perfonnances foequentielles accrue... . des semi-oenducteurs et au besoin de compacité luiaussi grandissant rend leur coaception de plus en plus délicate.L'utilisation de composants modem.es,à fort pouvoir de commutation ne permet plus de négliger lel\ .caractériMiquel\ électrique~ de~ connexionl\ tant vi~-à-vis del\ surten~ions inadmil\sibles lors de)'ouvenure del\ semi-conducteur!\ que pour leur mise en parallèle dans le~ !\tructures de fortepui~sance.La caraetéri~ation des impédances de câblage avant la réalisation du prototype reste la voieprivilégiée dans la conception des structures qui permettra de diminuer les coûts et les délais. Pour cefaire. la modélisation des connexions passe par la simulation. _InCa. logiciel destiné à la prédétermination des inductances de câblage en utilisant la méthodePEEC. a été développé pour ~c;urer cette étape de la conception. Une méthodologie de modélisation aété mise au point. Elle consiste à rechercher le schéma électrique équivalent des connexions en prenanten compte aussi bien l'effet de la fréquence, des connexions voisines que la présence d'un plan demasse. Le couplage automatique de InCa avec un simulateur électrique, SPICE par exemple. permetd'intégrer les résultats de la simulation sur Inca et d'obtenir les formes en courant et tension duconvertisseur.InCa. dont la base de données, orientée objets. est adaptée à la méthode de résolution. a pennis, decaractériser différentes technologies de câblage. allant du circuit intégré. de la technologie hybridejusqu'à la technologie bus barn: de plus en plus utilisée dans les structures d'Electronique dePuissance

Composition adaptative de services pour l’Internet des objets

L'internet des objets (IoT) est une technologie émergente, qui représente l’intégration ou la fusion de l'espace d'information et de l'espace physique. Au fil du temps, l’IoT est devenu de plus en plus populaire dans plusieurs endroits. Afin de répondre à la demande compliquée des utilisateurs, la plupart des appareils IoT ne fonctionnent pas seuls, une composition de services multiples doit être effectuée et elle est définie comme la composition de services. Pour des raisons de conductivités, pannes, batterie, charge et autres, la disponibilité des services IoT est imprévisible. Cette imprévisibilité de la disponibilité et l'évolution dynamique des besoins des utilisateurs, font que la composition du service doit gérer cette dynamique et s'adapter à de nouvelles configurations non prévues à la conception. La composition adaptative des services consiste à modifier le système pour lui permettre de se comporter correctement dans différents contextes afin d'assurer la disponibilité des services offerts, afin de répondre à une situation non prévue lors de la phase de conception. De ce fait, notre objectif est de proposer une méthode de composition de services IoT adaptative et sensible au contexte afin de satisfaire les besoins des utilisateurs. Dans notre travail, nous considérons que la croissance de l'Internet des Objets (IoT) implique la disponibilité d'un très grand nombre de services qui peuvent être similaires ou identiques, la gestion de la Qualité de Service (QoS) permet de différencier un service d'un autre. La composition de services offre la possibilité d'effectuer des activités complexes en combinant les fonctionnalités de plusieurs services au sein d'un seul processus. Très peu de travaux ont présenté une solution de composition de services adaptative gérant les attributs de QoS, en plus dans le domaine de la santé, qui est l'un des plus difficiles et délicats car il concerne la précieuse vie humaine. Dans cette thèse, nous présenterons une approche de composition de services adaptative sensible aux QoS basée sur un algorithme génétique multipopulation dans un environnement Fog-IoT. Notre algorithme P-MPGA implémente une méthode de sélection intelligente qui nous permet de sélectionner le bon service. En outre, PMPGA implémente un système de surveillance qui surveille les services pour gérer le changement dynamique des environnements IoT. Les résultats expérimentaux montrent les excellents résultats du P-MPGA en termes de temps d'exécution, de valeurs de fitness moyennes et de rapport temps d'exécution / meilleure valeur de fitness malgré l'augmentation de la population. P-MPGA peut rapidement obtenir un service composite satisfaisant les besoins de QoS de l'utilisateur, ce qui le rend adapté à un environnement IoT à grande échelle

Système de recherche d’information étendue basé sur une projection multi-espaces

Depuis son apparition au début des années 90, le World Wide Web (WWW ou Web) a offert un accès universel aux connaissances et le monde de l’information a été principalement témoin d’une grande révolution (la révolution numérique). Il est devenu rapidement très populaire, ce qui a fait de lui la plus grande et vaste base de données et de connaissances existantes grâce à la quantité et la diversité des données qu'il contient. Cependant, l'augmentation et l’évolution considérables de ces données soulèvent d'importants problèmes pour les utilisateurs notamment pour l’accès aux documents les plus pertinents à leurs requêtes de recherche. Afin de faire face à cette explosion exponentielle du volume de données et faciliter leur accès par les utilisateurs, différents modèles sont proposés par les systèmes de recherche d’information (SRIs) pour la représentation et la recherche des documents web. Les SRIs traditionnels utilisent, pour indexer et récupérer ces documents, des mots-clés simples qui ne sont pas sémantiquement liés. Cela engendre des limites en termes de la pertinence et de la facilité d'exploration des résultats. Pour surmonter ces limites, les techniques existantes enrichissent les documents en intégrant des mots-clés externes provenant de différentes sources. Cependant, ces systèmes souffrent encore de limitations qui sont liées aux techniques d’exploitation de ces sources d’enrichissement. Lorsque les différentes sources sont utilisées de telle sorte qu’elles ne peuvent être distinguées par le système, cela limite la flexibilité des modèles d'exploration qui peuvent être appliqués aux résultats de recherche retournés par ce système. Les utilisateurs se sentent alors perdus devant ces résultats, et se retrouvent dans l'obligation de les filtrer manuellement pour sélectionner l'information pertinente. S’ils veulent aller plus loin, ils doivent reformuler et cibler encore plus leurs requêtes de recherche jusqu'à parvenir aux documents qui répondent le mieux à leurs attentes. De cette façon, même si les systèmes parviennent à retrouver davantage des résultats pertinents, leur présentation reste problématique. Afin de cibler la recherche à des besoins d'information plus spécifiques de l'utilisateur et améliorer la pertinence et l’exploration de ses résultats de recherche, les SRIs avancés adoptent différentes techniques de personnalisation de données qui supposent que la recherche actuelle d'un utilisateur est directement liée à son profil et/ou à ses expériences de navigation/recherche antérieures. Cependant, cette hypothèse ne tient pas dans tous les cas, les besoins de l’utilisateur évoluent au fil du temps et peuvent s’éloigner de ses intérêts antérieurs stockés dans son profil. Dans d’autres cas, le profil de l’utilisateur peut être mal exploité pour extraire ou inférer ses nouveaux besoins en information. Ce problème est beaucoup plus accentué avec les requêtes ambigües. Lorsque plusieurs centres d’intérêt auxquels est liée une requête ambiguë sont identifiés dans le profil de l’utilisateur, le système se voit incapable de sélectionner les données pertinentes depuis ce profil pour répondre à la requête. Ceci a un impact direct sur la qualité des résultats fournis à cet utilisateur. Afin de remédier à quelques-unes de ces limitations, nous nous sommes intéressés dans ce cadre de cette thèse de recherche au développement de techniques destinées principalement à l'amélioration de la pertinence des résultats des SRIs actuels et à faciliter l'exploration de grandes collections de documents. Pour ce faire, nous proposons une solution basée sur un nouveau concept d'indexation et de recherche d'information appelé la projection multi-espaces. Cette proposition repose sur l'exploitation de différentes catégories d'information sémantiques et sociales qui permettent d'enrichir l'univers de représentation des documents et des requêtes de recherche en plusieurs dimensions d'interprétations. L’originalité de cette représentation est de pouvoir distinguer entre les différentes interprétations utilisées pour la description et la recherche des documents. Ceci donne une meilleure visibilité sur les résultats retournés et aide à apporter une meilleure flexibilité de recherche et d'exploration, en donnant à l’utilisateur la possibilité de naviguer une ou plusieurs vues de données qui l’intéressent le plus. En outre, les univers multidimensionnels de représentation proposés pour la description des documents et l’interprétation des requêtes de recherche aident à améliorer la pertinence des résultats de l’utilisateur en offrant une diversité de recherche/exploration qui aide à répondre à ses différents besoins et à ceux des autres différents utilisateurs. Cette étude exploite différents aspects liés à la recherche personnalisée et vise à résoudre les problèmes engendrés par l’évolution des besoins en information de l’utilisateur. Ainsi, lorsque le profil de cet utilisateur est utilisé par notre système, une technique est proposée et employée pour identifier les intérêts les plus représentatifs de ses besoins actuels dans son profil. Cette technique se base sur la combinaison de trois facteurs influents, notamment le facteur contextuel, fréquentiel et temporel des données. La capacité des utilisateurs à interagir, à échanger des idées et d’opinions, et à former des réseaux sociaux sur le Web, a amené les systèmes à s’intéresser aux types d’interactions de ces utilisateurs, au niveau d’interaction entre eux ainsi qu’à leurs rôles sociaux dans le système. Ces informations sociales sont abordées et intégrées dans ce travail de recherche. L’impact et la manière de leur intégration dans le processus de RI sont étudiés pour améliorer la pertinence des résultats. Since its appearance in the early 90's, the World Wide Web (WWW or Web) has provided universal access to knowledge and the world of information has been primarily witness to a great revolution (the digital revolution). It quickly became very popular, making it the largest and most comprehensive database and knowledge base thanks to the amount and diversity of data it contains. However, the considerable increase and evolution of these data raises important problems for users, in particular for accessing the documents most relevant to their search queries. In order to cope with this exponential explosion of data volume and facilitate their access by users, various models are offered by information retrieval systems (IRS) for the representation and retrieval of web documents. Traditional SRIs use simple keywords that are not semantically linked to index and retrieve these documents. This creates limitations in terms of the relevance and ease of exploration of results. To overcome these limitations, existing techniques enrich documents by integrating external keywords from different sources. However, these systems still suffer from limitations that are related to the exploitation techniques of these sources of enrichment. When the different sources are used so that they cannot be distinguished by the system, this limits the flexibility of the exploration models that can be applied to the results returned by this system. Users then feel lost to these results, and find themselves forced to filter them manually to select the relevant information. If they want to go further, they must reformulate and target their search queries even more until they reach the documents that best meet their expectations. In this way, even if the systems manage to find more relevant results, their presentation remains problematic. In order to target research to more user-specific information needs and improve the relevance and exploration of its research findings, advanced SRIs adopt different data personalization techniques that assume that current research of user is directly related to his profile and / or previous browsing / search experiences. However, this assumption does not hold in all cases, the needs of the user evolve over time and can move away from his previous interests stored in his profile. In other cases, the user's profile may be misused to extract or infer new information needs. This problem is much more accentuated with ambiguous queries. When multiple POIs linked to a search query are identified in the user's profile, the system is unable to select the relevant data from that profile to respond to that request. This has a direct impact on the quality of the results provided to this user. In order to overcome some of these limitations, in this research thesis, we have been interested in the development of techniques aimed mainly at improving the relevance of the results of current SRIs and facilitating the exploration of major collections of documents. To do this, we propose a solution based on a new concept and model of indexing and information retrieval called multi-spaces projection. This proposal is based on the exploitation of different categories of semantic and social information that enrich the universe of document representation and search queries in several dimensions of interpretations. The originality of this representation is to be able to distinguish between the different interpretations used for the description and the search for documents. This gives a better visibility on the results returned and helps to provide a greater flexibility of search and exploration, giving the user the ability to navigate one or more views of data that interest him the most. In addition, the proposed multidimensional representation universes for document description and search query interpretation help to improve the relevance of the user's results by providing a diversity of research / exploration that helps meet his diverse needs and those of other different users. This study exploits different aspects that are related to the personalized search and aims to solve the problems caused by the evolution of the information needs of the user. Thus, when the profile of this user is used by our system, a technique is proposed and used to identify the interests most representative of his current needs in his profile. This technique is based on the combination of three influential factors, including the contextual, frequency and temporal factor of the data. The ability of users to interact, exchange ideas and opinions, and form social networks on the Web, has led systems to focus on the types of interactions these users have at the level of interaction between them as well as their social roles in the system. This social information is discussed and integrated into this research work. The impact and how they are integrated into the IR process are studied to improve the relevance of the results

Modèle ontologique contextuel pour les patients atteints de la maladie pulmonaire obstructive chronique

L'informatique ubiquitaire est considérée comme l'une des réalisations scientifiques les plus marquantes de la dernière décennie. Cette vision a créé une révolution dans les interactions des utilisateurs finaux à partir le concept de sensibilité au contexte. L'informatique ubiquitaire offre une nouvelle opportunité pour remodeler la forme des solutions conventionnelles en fournissant des services personnalisés en fonction des situations contextuelles de chaque environnement. Des centaines d'architectures théoriques ont été développées dans le but de mettre en oeuvre l'idée de systèmes sensible au contexte. Cependant, l'informatique ubiquitaire est encore pratiquement non applicable en raison de nombreux défis, surtout que les architectures proposées se présentent toujours comme une solution générale qui permet de satisfaire n'importe quel type d'application et toutes sortes d'utilisation. OBJECTIFS: Cette thèse vise à concevoir et valider un modèle contextuel pour les systèmes de soins de santé ubiquitaires et spécifiquement destinés à aider les patients souffrant de la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC). LA MÉTHODE: Les informations contextuelles sont très importantes pour les applications de soins de santé sensibles au contexte, en particulier celles utilisées pour surveiller les patients atteints de maladies chroniques qui sont affectées par des conditions concevables. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle classification de contexte pour le domaine médical qui couvre tous les aspects influençant la santé des patients. La grande échelle de cette classification le rend apte pour être une référence générale pour de divers projets de recherche s'intéressant au contexte médical. Ensuite, nous proposons un modèle contextuel à base d’ontologies capable de gérer la structure complexe du domaine de la MPOC de manière cohérente, en proportion de la nature dynamique de cet environnement. Ce nouveau modèle ontologique constitue le noyau de notre perception pour la mise en oeuvre de la solution de soins de santé ubiquitaire. Le modèle présenté examine son efficacité dans la gestion de l’une des maladies les plus vulnérables au contexte, où il prouve ainsi sa capacité à adapter les services de soins de santé à titre personnel et en fonction des conditions actuelles et prévues. Le modèle proposé a montré des résultats prometteurs dépassant 85% approuvé par un groupe de spécialistes expérimentés dans le domaine des maladies pulmonaires. Ubiquitous computing is considered one of the most impactful scientific achievements in the last decade. This conception created tremendous revolution in the end-user interactions through the concept of context-awareness. Ubiquitous computing offers a new opportunity to redesign the pattern of conventional solutions where it can easily tailor its processes upon existing contextual situations. Hundreds of theoretical architectures have been developed to enable context-awareness computing in pervasive settings. However, ubiquitous computing is still practically not feasible due to many challenges, but most importantly, that the proposed models always present themselves as a general solution to all kinds of real-life applications. OBJECTIVES: This thesis aims to design and validate a contextual model for health-care context-aware systems to support patients suffer from Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). METHODS: The contextual information is important for developing Context-Aware Healthcare Applications, especially those used to monitor patients with chronic diseases which are affected by perceived conditions. In this thesis, we propose a novel context categorization within the medical domain which covers all the context aspects. Then, we propose an ontology-based model able to handle the complex contextual structure of the COPD domain coherently, and in proportion to the dynamic nature of that environment. This new ontological context is the core of our perception for implementing the ubiquitous healthcare solution. The presented model examines its effectiveness in managing one of the most context-sensitive diseases, thereby demonstrating its ability to adapt health care services on a personal basis and in accordance with current and projected events. The proposed model has shown promising results exceeding 85% approved by a group of experienced specialists in respiratory and lung diseases

Conférence Nationale d'Intelligence Artificielle Année 2020

National audienc