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| "title": "RECHERCHES SUR EA REPRESENTATION DES CONNAISSANCES LE SYSTEMEARCHES", |
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| "abstract": "Ce papier pr~sente ladescription formelle d'un syst~me symbolique de representation de connaissances, le systgme ARCHES. Co~e tout syst~me formel, il est form~ de deux composantes interd~pendantes. La premiere est relative aux modalit6s de representation des connaissances qui sont d~termin~es par le langage objet de ARCHES et l'organisation alg~brique de ses ~l~ments. La deuxi~me est relative ~ son activit6 inf~rentielle qui permet de mettre en oeuvre deux types de raisonnement : le raisonnement d~ductif pour lequel un principe de r~solution a ~t~ d~fini ; et le raisonnement analogique fond~ sur un module analogique particulier qui rend consistant le syst~me ARCHES.", |
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| "text": "ARCHES est un syst~me symbolique particulier de repr6sentation et de traitement de connaissances dont la conception proc~de non seulemont de l'analyse de.travaux conduits en intelligence artificielle sur la representation infomatique des connaissances et des raisonnements (r~seaux s~mantiques, frames, syst~mes experts, logique du premier ordre, etc. Es~et [6] ), mais aussi de l'examende plusieurs ~tudes de cas relatives ~ des domaines de connaissances r~els, comme par exemple les sciences de l'hon~ne,Cl ] . En d'autres termes, ARCHES est con~u corse un meta-syst~me qui peut ~tre utilis~ pour g~n~rer des syst~mes d'information intelligent8 dans dill@rents domaines du discours scientifique. Plus pr~cis@ment, il permet de representer tout ensemble de faits r@els (objets de la culture mat~rielle, assertions factuelles, ~v~nements, etc.) exprimant des ~tats ou des ahangement8 d'@tat dont les J@finitions sont d~temin6es ~ partir d'un groupe precis d'hypoth~ses fond~es sur la linguistique, la logique et la nature des univers de connaissances ~tudi~es. Son objectif est d'obtenir de nouvelles connaissc~ces dont la production est d6termin@e par des modes de raisonnement fond@s sur des m6canismes de d~duction compatables ~ ceux utilis~s dans les sciences ex~rimentales, c'est-~-dire proches de la r6alit~ observ~e -on part de suppositions ou d'hypoth~ses pour en tirer ensuite les consequences que l'on rend ind~pendantes des hypotheses de d@part par des r~gles appropri6es -, et dont la fomalisation et la manipulation restent pour des raisons op@ratoires dans les limites de la logique du premier ordre -ce qui permet en particulier l'utilisation d'outils existants, comme PROLOG par exemple. En l'absence de toute th6orie dans ce secteur d'activit@, nous pensons que les hypotheses qui fondent la conception de ARCHES ont @t6 d~finies de mani~re syst~matique (nature des domaines de connaissances ~tudi~s et leur rapport avec le langage naturel, types de domaines symbbliquos vis@s et leur rapport avecla logique, relations entre domaines r~els et do,mines symboliques, etc.), et forment ainsi un cadre de r~f~rence et d'analyse coherent et precis, pouvant ~tre utilis6 @galement con~,e une aide ~ la repr@sentation et la constitution des bases de connaissances associ~es ~ ARCHES. Partant de ces hyptoh~ses, nous avons con@u un syst~me formel sp~cialis~ qui dis-tin~ue trY8 nettement deux niveaux de representation 4troitement 801idaires : la representation des connaissances et la representation des raisonnements ;et avons @tudi~ les propri~t@s logiques du syst~me formel ainsi construit, E3].", |
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| "text": "La representation des faits est d~termin~e par la composition d'entit~s construites ~ partir de la notion g~n~rale de concepts. Les concepts, qui sont des ensembles, permettent de classifier les faits 6tudi6s en diff6rentes categories d'objets appel6s individus. Chaque individu peut ~tre caract~ris~ par une description l'aide du lien ADP (attribution de description principale) ; et chaque fair est repr~sent~ par une formule de la logique du premier ordre, appel~e structure, donnant une description d'un individu. L'ensemble \"~\" des structures d~termine le langage des fovmules du syst~me symbolique AREHES. Ses theses -i.e. les structures toujours vraies quel que soit les interpretations de ARCHES -foment tm sousensemble particulier ~'.T inclus darts \"~F ; elles d~finissent la base de eonnaissances de ce syst~me et d~crivent en extension 1'ensemble des individus ~tudi6s.", |
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| "section": "REPRESENTATION DES CONNAISSANCES DANS LE sYSrI~E AI~\u00a3HES", |
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| "text": "Les liens SET et INS permettent de structurer les ensembles de concepts et d' individus. En particulier la relation SET, qui d~finit sur l'ensemble des concepts un ensemble de graphes disjointsles gr~phes de r$solution -, pomet d'organiser les faits en champs et en domaines. Un champ contient les theses qui d~crivent les individus appartenant ~ un m~me concept ; et un domaine est form~ de 1'ensemble des champs associ6s aux concepts qui appartiennent ~ un m~me graphe de r~solution, Ce d~coupage en champs et en domaines des faits enregistr6s a pour consequence d'introduire une grande modulayit~ darts l'analyse des connaissances investigu~es et une grande souplesse darts les modalit~s de leur repr6sentation, de 1cur mise jour et de 1cur 6volution.", |
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| "section": "REPRESENTATION DES CONNAISSANCES DANS LE sYSrI~E AI~\u00a3HES", |
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| "text": "par des connecteurs qui sont d6finis par des r~gles comparables ~ celles raises en oeuvre par les techniques de dfiduction naturelle : ce sont le ET d'addition (,) , le OU non exclusif (\u00f7), la ndgation (~), le \"futur i~gnddiat\" (F) marquant les rapports d'fivolution entre mondes de description cons6cutifs, et en\u00a3in le \"futuv m~diat\" (G) marquant les rapports d'6volution entre mondes de description successifs, c'est-~-dire non n~cessairement cons6cutifs. Par ailleurs les connecteurs *,-~ et F permettent de d~finir le El\" de succession (o) qui a une des valeurs de la conjonction PUIS du lcmgage naturel. I1 permet en particulier d'exprimer et de v6hiculer les changements d'~tat. Les termes descriptifs permettent de repr6senter les pro-pri~t~s et d'une mani~re plus g6n6rale les relations d'6tat qui caract6risent les individus, [2] . Ils sont construits ~ partir de quatre entit6s basiques : les traits qui pormettent de repr6senter les caract~res distinctifs des individus (qualit~s, valeurs de propri6t~s, etc.) ; les classes qui regroupent les traits de re@me nature s6mantique et expriment ainsi la port6e s6mantique des relations d'6tat ; les opdrateurs -symboles fonctionnels en g6n6ral n-aires -qui expriment les rapports entre classes et traits, et pr~cisent ainsi la nature s~mantique des relations d'~tat ; et enfin le lien ADL (attribution de description locale) qui pormet de d6crire localement les propri6t6s et les relations d'6tat (structure r6cursive des termes descriptifs).", |
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| "section": "Une description est for~e d'dl~ments de description ou tez~nes desc~ptifs reli6s", |
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| "text": "La structure alg6brique de l'ensemble A des descriptions, qui d6termine des modalitds sp~cifiques de ddrivation des descriptions, fonde l'activit6 inf6rentielle du syst~me symbolique ARCHES, ~4~. Elle est d6finie d'une part ~ partir des propri6t6s logiques des termes descriptifs, et d'autre part ~ partir des r~gles de formation des descriptions au moyen des connecteurs et des termes descriptifs. La repr6sentation et les propri~t6s logiques des termes descriptifs pemettent de d6finir sur ces derniers quatre groupes de r~gles de r66criture de type substitution-r6duction: les r~gles de d~composition, les r~g!es d'hdritage, les r@gles de transitivitd ,et enfin les r#gles d'extension.", |
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| "section": "Une description est for~e d'dl~ments de description ou tez~nes desc~ptifs reli6s", |
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| "text": "Ces r~gles expriment les propri~t~s s~mantiques des classes et les relations qu'elles entretiennent. La relation de r6@criture----~*, d6finie sur 1'ensemble des termes descriptifs ~ partir des r~gles de substitution-r6duction, d6termine les modalit~s de d~rivation des termes descriptifs. De la m~ue mani~re, on d~finit sur 1'ensemble A la relation de d6duction ==~qui fixe les modalit6s de d~rivation des descriptions :~=~ est la plus petite relation r6flexive et transitive qui ~rifie un ensemble de conditions formelles permettant d'~tablir les propri~t~s iogiques des connecteurs ainsi que lee schemas de d~rivation des descriptions (r6gles d'insertion et d'~limination des connecteurs, rapports entre les relations \u2022 ---b*etm=~ , r~gles d'interpr~tation de la n~gation, etc.). Dens le cadre de l~tude des propri~t~s formelles de l'ensemble A, nous avons d~montr~ que lee r~sultats des operations de d~rivation des termes descriptifs sont independents de l'ordre d'application des r~gles de r~criture. Ceci nous a pennis de construire vn algorithme original de ddcidabilit~ pour la relation----~*. Cet algorithme est ~ond~ d'une part sur une procedure de recherche du terme descriptif irr~ductible de tout terme descriptif, et d'autre part sur une fonction de discordance de tout couple de temes descriptifs. Par ailleurs nous avons justifi~ formellement les schemas de d~rivation des descriptions et montr~ que l'ensemble A, muni des trois connecteurs ,, + eta, est un treillis distributif compl~ment~. Notons que l'int~-r~t essentiel de la n~gation r~side dens son ~nte~pr~t~tlon fond~e sur le principe du \"syst~me de description clos\" : Tout ~l~ment de description, caract~risant un individu quelconque ne peut pas ~tre d~fini par la disjonction de tousles termes descriptifs construits sur la m~me classe. Et nous avons prouv~ que l'ensemble A, muni de cette interpretation ainsi que de la caract~risation s~m~ntique de l'~vo-~ution des descriptions (connecteurs F, Get o), est consistent. Enfin nous avons ~labor~,une procedure de d~cision pormettant de r~soudre le probl%me suivant : Etant donnd un couple de descriptions (H,C), d~terminer s'il v~rifie la formule", |
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| "section": "Une description est for~e d'dl~ments de description ou tez~nes desc~ptifs reli6s", |
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| "text": "Ce probl~me est ~vide~ment essentiel pour la d~monstration des th~or~mes du syst~meARCHES (voir paragraphe suivant). La d~finition de cette procedure, qui s'appuie sur les propriSt~s formelles de la relation ===), utilise la r~thodologie de r~solution de probl~mes par d~ccmposition, et constructionde graphes~ST/OU correspondants. Plus pr~cis~uent, cette proc~lure construit deux arbres ET/OU ~H et ~C associ~s respectivement ~ l'hypoth~se H et ~ la conclusion C, les modalit~s de construction ~tant d~temin~es ~ partir des schemas de d~rivation des descriptions et de leUrs propri~t~s.,Elle constr~it ensuite l'arbre Er/ou ~ en \"accrochant\" ~ chaque terminal de ~'~ l'arbre ~6e sans sa racine ; et tente~de valider la formule H,,,~ C en chercha~t ~ valider~au moins un sous-arbre Er de ~R en utilisent en particulier l'algorithme de d$cidabilit~ de la relation ----~*. Cette representation en logique dupre~ier ordre a permis de d~finir pour le raisonnement d~ductif une r~gle de r4eolution sp~cifique ~quivalente ~ la r~gle d'in-f~rence intra-champ. Cette r~gle utilise des modalit~e particuli~res d'unification des deecripttion8la ==~-unification (life fl~che-unification) -pour laquelle nous d~finissons et prouvons un algorithme qui d~termine l'ensemble des unificateurs de deux descriptions. Et nous avons d~montr~ sa compl~tude ~ partir de la d~finition d'arbres s~mantiques pour le syst~me ARCHES. Par ailleurs l'application it~r~e de la r~gle d'inf~rence inter-champs d~termine des modalit~s sp~cifiques d'exploration des graphes de r~solution pour lesquelles nous ~tablissons quelques propri@t~s et d~finissons un algorithme de cheminement. Ceci nous a pennis de construire et de valider formellement le d$monstrateur correspondant gce mode de raisonnement, d~monstrateur qui est d~fini naturellement ~ partir de la r~gle de r~solution et des modalit~s d'exploration des graphes de r~solution.", |
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| "text": "Enfin le raisonnement analogique est d~termin~ ~ partir d'un paradigme analogique particulier exprimant la ressemblance de rapports entre descriptions dont la formulation la plus g~n~rale est : \"La description A est ~ la description Bce que la description C est ~ la description D\". Ce paradigme, pr~cis~ par un ensemble d'hy-poth~ses ~valuant le degr~ de vraisemblance des r@sultats obtenus par ce mode de raisonnement, a pennis d'int~grer dans le syst~me ARCHES un module analogique d~fini comme ~ne application particuli\u00a2re qui fait correspondre les ~l~ments (i.e. les op~rateurs, les classes et les traits) qui composent A (respectivement B) ~ ceux de C (respectivement D). Cette application n'est d6finie que si les relations d'~tat (i.e. les doublets (classe, op~rateur)) qui composent les descriptions Bet D sont identiques, et que les descriptions A et C ont m~ moins en comnun une relation d'~tat. Par ailleurs elle respecte la s~mantique des traits, i.e. deux traits se correspondent si et seulement si ils appartiennent ~ la m~me classe. Si cette application est telle qu'elle repr6sente localement la fonction d'identit$ pour certains des traits qui composent les descriptions A et B alors on affirme que '~ est ~ B ce que C est ~ D\". En d'autres termes le module pellet d'exprimer une certaine ressemblance de rapports entre les couples (A,B) et (C,D). Cette ressemblance est ~valu~e par la fonction d'identit~, qui peut ~tre exprim~e de mani~re ~quivalente ~ l'aide de la notion.de filtre (ou de matching) bien connue en intelligence artificielle : nous l'avons exprim~ dans ARCHES ~ l'aide de la relation de d@duction ~ , de la ~-unification et enfin de pr~dicats particuliers pr~cisant la nature du filtrage. Ceci a permis de d~finir une r~gle d'inf~rence analogique dont les premisses ont pour objet essentiel d'une part d'~valuer la ressemblance comme une relation de d~rivation, et d'autre part de ne pas rendre incon~istant le syst~me ARCHES. L'application effective de cette r~gle d~pend alors de l'existence de relations de d@pendance entre les ~l~ments des couples (A,B) et (C,D). Ces relations d~terminent pour chaque interpretation du syst~me symbolique ARCHES un graphe de d$pendanee qui conditionne l'utilisation de la r~gle d'inf~rence analogique. Ces modalit~s d'utilisation de la r~gle d'inf~rence analogique contribuent ~ produire des solutions satisfiables, i.e. des solutions qui sont vraies pour au moins une interpretation (celle qui a donn@ naissance au graphe de d~pendance). Enfin nous avons construit et valid~ formellement le dMmonstrateur qui met en oeuvre le raisonnement ~malogique, d@monstrateur qui est d~fini ~ partir de la r~gle d'inf~rence analogique et de ses modalit~s d'utilisation ~ l'aide des graphes de d~pendance.", |
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| "text": "Le syst~me symboliqueARCHES apparait cormneune contribution m~thodologique et th~orique ~ la probl~matique de la representation et du traitement des connaissances. L'originalit~ de sa conception est multiple. En premier lieu, des notions nouvelles ont ~t@ introduites qui permettent de clarifier les rapports entre caract~ris~s et caract@risations (comme par exemple les notions de classes et d'op~rateurs, les liens ADP et ADL, la representation de l'interpr~tation de la n~gation, ou enfin la representation de l'~volution des descriptions). Par ailleurs ARCHES est, notre connaissance, le premier syst~me qui combine ~ la fois les avantages des r@seaux s~mantiques et des syst~mes de production. Enfin notre syst~me a ~t~ construit en s'appuyant sur la logique, ce qui a permis d'~tablir ses principales pro-pri~t~s formelles (axiomatisation des ~l~ments de repr6sentation, coherence, compl~rude, etc.). Cependant ARCHES reste ~troitement li@ ~ des domaines de connaissanices empiriques, dans la mesure o~ les ~l~ments qui d6terminent sa conception ont ~t~ d~t~rmin~s ~ partir de l'examen de plusieurs ~tudes de cas relevant notau~nent des sciences de l'ho~ae. Son utilisation dans ce secteur d'activit6 est potentiellement tr~s importante (sciences juridiques, linguistique, histoire, etc.).", |
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| "text": "DANS LE SYSTt~I~ ARCHES L'activit~ inf~rentielle du syst6me ARCHES est mise en oeuvre ~ partir de la relation d'in\u00a3~rence~--b d~finie sur le langage des formules'~. Cette relation d'in-\u00a3~rence permet de representer les formes ~l~mentaires de raisonnemont au moyen de r~gles d'inf~rence particuli~res : /]/ les r~gles d'inf~rence structurales, qui d~pendent de l'architecture g~n~rdle de ARCHES, mettent en oeuvre les raisonnements d~ducti~ (r6gles intra-champ et inter-champs fond6es sur les propri~t~s de la relation de d6duction ,m@et du pr~dicat SET), et analogique (r~gle d'inf~rence analogique d~finie ~ partir d'une mesure de ressemblance entre descriptions fond~e sur une operation particuli6re d'unification et activ~e par un graphe de d~pendance) ; /2/ les r~gles d'inf~rence pragmatiques, qui d~pendent des applications consid~r~es, permettent de d~crire en intention les individus en d~finissant les lois g~n~rales qui les organisent. Ces r~gles pemettent de d~montrer les th~or~mes de ARCHES partir de l'ensemble ~T des theses. Plus pr~cis~ment, ARCHES se pr~sente comme un syst~me d'expression et de r~solution de probl~mes. Cheque probl~me -i.e. un th~o-r~me ~ d~montrer -est d~compos~ en une conjonction de sous-probl~mes dont la r~solution est r~alis~e par les d@monstrateurs d$ductif et analogique que nous avons construits ~ partir des r~gles d'inf~rence, et valid~s en formalisant leprocessus de d~monstration ~ partir d'une representation par des clauses de Horn non seulement des ~l~ments sp~cifiques qui interviennent dens le d~roulement des d~monstrations, mais aussi des diff~rentes composantes du syst~me symbolique ARCHES (lee ~auses de Horn repr~sentent donc le mdtalangage de manipulation de ARCHES).", |
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