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Habilitation À Diriger Des Recherches Year : 2005

Bottom-up methods for Knowledge Engineering

Méthodes ascendantes pour l'ingénierie des connaissances

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Abstract

The research reported in this document is part of Knowledge Engineering field. We hope that it contributes to better delimitate and define this scientific area. Knowledge Engineering aims at defining technical, methodological and organisational solutions to the problem of identifying, modelling and broadcasting knowledge through software applications. Modelling is considered here as an independent step prior to formalization in an operational system.

The approach that we promote underlines the importance of the knowledge related to the practices of the target system's users. Our goal is to design tools and methods that will support modelling, and more precisely the bottom-up process required for knowledge abstraction.

The studies that we carried out systematically rely on experiments, through enterprise applications and case-studies, and on cross-disciplinary collaborations. The contributions presented further on include knowledge elicitation and analysis techniques and tools, methods and formalisms for knowledge representation and modelling, as well as software work-benches that integrate these various aid tools.

These methods and tools successively contribute to three different ways of formulating the modelling problem, in keeping with the historical evolution of the research field. The first and large problem addressed here covered conceptual modelling from domain experts' knowledge and activity. To this end, we referred to theories and techniques from psychology and human factors. A second way to deal with modelling has been to focus on text analysis and to the gain brought by linguistic approaches and natural language processing tools. Then the goal was to build up specialized domain models like terminological knowledge bases and ontologies. From the various experiments carried out to evaluate these contributions, we can conclude that the way models will be used in applications should be taken into account as soon as possible when building them. As a consequence, the third paradigm relates to the study of how conceptual models, in particular ontologies, may be used in some specific application fields, so that engineering methods and tools could be adapted to these target uses. Most of the applications that we focused on refer to information search or the access to document content. This issue raises main questions about how models and texts form complementary knowledge supports.

This research offers rich perspectives along two different directions. On the one hand, if models make it easier to explore and manage document content, which could be the proper modalities for semantic document indexing? On the other hand, because document collections and users' needs are regularly changing, how can model (and ontology) maintenance be taken into account early during the building stage ? The originality of the approach that we propose is to deal with these two issues simultaneously, and to look for a coherent solution that would rely on methods and tools for engineering models from text analyses.
Les travaux présentés dans ce mémoire relèvent de l'ingénierie des connaissances et contribuent à mieux en cerner et définir le champ scientifique. Ce domaine vise la définition de solutions techniques, méthodologiques et organisationnelles pour identifier des connaissances, les modéliser et les restituer au sein d'applications informatiques. La modélisation est ici considérée comme une étape indépendante de l'opérationnalisation faite dans le système final.
L'approche retenue ici met l'accent sur les connaissances liées aux usages et pratiques des personnes concernées par le système à concevoir. L'objectif est de réaliser des aides à la modélisation, et précisément aux processus d'abstraction et de caractérisation des connaissances.
Les recherches développées s'appuient systématiquement sur une démarche expérimentale, grâce à des applications en entreprises et des études de cas, et sur des collaborations interdisciplinaires. Les contributions présentées comprennent des techniques et des logiciels de recueil et d'analyse de connaissances, des méthodes et des représentations des connaissances pour la modélisation conceptuelle ainsi que des plates-formes intégrant ces différents supports.
Ces méthodes et outils répondent successivement à trois problématiques différentes sur la modélisation, en phase avec les évolutions historiques du domaine. Le premier problème traité, assez large, est celui de la modélisation conceptuelle à partir de connaissances d'experts et d'activités humaines, faisant appel à des techniques et problématiques de psychologie et d'ergonomie. Une deuxième manière d'étudier la modélisation a consisté à s'intéresser à l'analyse des textes et aux approches linguistiques pour construire des modèles de domaines spécialisés, comme les bases de connaissances terminologiques et les ontologies. De l'ensemble des expériences menées pour ces évaluer ces propositions, il ressort que l'utilisation des modèles au sein des applications doit être prise en compte dès leur construction. Une troisième problématique porte donc sur l'étude de l'utilisation de modèles conceptuels, et plus particulièrement d'ontologies, dans des cadres applicatifs ciblés, pour ajuster les méthodes et logiciels requis pour leur construction. Les applications étudiées relèvent de la recherche d'information et de l'accès au contenu de documents. Cette problématique soulève des questions fondamentales sur la complémentarité des modèles et des documents en tant que vecteurs de connaissances.
Les perspectives de ce travail se situent selon deux axes liés aux documents. D'une part, si les modèles facilitent l'accès au contenu, comment définir les modalités de l'indexation sémantique de documents (à l'aide d'ontologies) ? D'autre part, les documents et les besoins étant sans cesse renouvelés, comment intégrer la question de la maintenance d'ontologies et de terminologies dans le processus de construction ? L'originalité de l'approche retenue est de traiter ces deux questions conjointement, et d'en chercher des solutions cohérentes s'appuyant sur les outils et méthodes de construction d'ontologies à partir de textes.
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Dates and versions

tel-00089165 , version 1 (10-08-2006)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00089165 , version 1

Cite

Nathalie Aussenac-Gilles. Méthodes ascendantes pour l'ingénierie des connaissances. Informatique. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. ⟨tel-00089165⟩
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