Reasoning with Qualitative Spatial and Temporal Textual Cases
Raisonnement qualitatif spatio-temporel à partir de cas textuels
Résumé
This thesis proposes a practical model making it possible to implement a
case-based reasoning system that adapts processes represented as natural
language text. The use of natural language simplifies both the modelling and
the execution by avoiding the need for the users to use special formalisms
such as workflows to represent processes. In answer to a query describing a
goal, the system shall be able to present the user with a consistent set of
instructions enabling them to achieve that goal, expressed using natural
language.
In order to make inferences possible, a formal representation of a process
ought to be attached to the text describing it. We use classical methods
from natural language processing, a custom anaphora resolution mechanism and
a set of annotation rules to extract events and objects from instruction
texts, as well as temporal constraints represented using a qualitative
interval algebra.
During the adaptation stage, substitutions are performed in the source
solution in such a way that it becomes a solution to the target problem.
Temporal constraints are modified using a belief revision operator in order
to maintain consistency with the application domain knowledge. We define two
belief revision operators applicable on qualitative algebras: the first,
using a best-first search algorithm, is consistent with the Alchourrón,
Gärdenfors and Makinson (1985) postulates. The second is a repair
propagation algorithm based on Vilain and Kautz (1986). It is faster, but
may not obey all the postulates. It is shown that the reasoning process
applied to processes can also be applied to different problems, such as
farming problems, that can be represented using a qualitative algebra.
Finally, the annotation rules are applied inversely with respect to temporal
constraint changes, in a text regeneration stage. This has the effect of
making minimal modifications to the text that make it consistent with the
new temporal constraints. Strategies are used to maintain global consistency
and anaphoric cohesion.
The proposed model was applied to cooking problems, and implemented as a
Facebook application, named Craqpot. Comparative tests were run, in which
our solution was compared to a retrieval-only solution and a solution
performing a more superficial adaptation. Our in-depth adaptation model
produced texts of the same quality as the more superficial solution, but the
recipes themselves were judged slightly better. The quality of the adapted
recipes and texts were expectedly not as good as that of unmodified recipes
and texts from the case base. Overall though, the users were as much
satisfied with the deeply adapted recipes as with the original ones, and
were much less satisfied with the superficially adapted recipes.
Tiu disertaĵo proponas modelon, ebligante implementar kazbazita rezonado sistemo, kiu adaptas procedurojn reprezentitajn per natura lingvo teksto, en respondo al pridemandoj de uzanto. Dum la kazoj kaj la solvoj estas en teksta formo, la adapto mem estas realigita sur retoj de tempaj limigoj esprimitaj per kvalita algebro, uzanta kredrevizio operatoro. Natura lingvo prilaborado metodoj estas uzitaj por akiri kazo reprezentoj kaj regeneri teksto bazita sur la adapto rezulton.
Cette thèse propose un modèle permettant la mise en oeuvre d'un système
de raisonnement à partir de cas capable d'adapter des procédures
représentées sous forme de texte en langue naturelle. L'utilisation de la
langue naturelle simplifie la modélisation et l'exécution en évitant à
l'utilisateur de devoir apprendre des formalismes spécialisés, tels que les
flux opérationnels (ou workflows), utilisés pour représenter des
procédures. En réponse à une requête décrivant un but, le système proposé
devra être en mesure de présenter à l'utilisateur un ensemble d'instructions
lui permettant d'atteindre le but, exprimées en langue naturelle.
Pour permettre les inférences, une représentation formelle de la procédure
doit être rattachée au texte qui la décrit. Nous utilisons des méthodes
classiques en traitement automatique des langues ainsi qu'un mécanisme sur
mesure de résolution des anaphores et un ensemble de règles d'annotations
pour extraite des textes d'instructions des événements, des objets et des
contraintes temporelles représentées à l'aide d'une algèbre qualitative
d'intervalles.
Durant l'étape d'adaptation, on procède à des substitutions dans la solution
source, de façon à en faire une solution au problème cible. Pour maintenir
la cohérence avec les connaissances du domaine d'application, des
contraintes temporelles sont modifiées à l'aide d'un opérateur de révision
des croyances. Nous définissons deux opérateurs de révision applicables aux
algèbres qualitatives : le premier, utilisant un algorithme du meilleur
d'abord (ou best-first search), respecte les postulats définis par
Alchourrón, Gärdenfors et Makinson (1985). Le second est un algorithme de
propagation de réparation inspiré par l'algorithme de Vilain et Kautz
(1986). Ce dernier est plus rapide, mais ne respecte pas nécessairement tous
les postulats. Il est démontré par ailleurs que l'approche employée pour les
procédures peut être appliquée a d'autres types de problèmes pouvant être
représentés à l'aide d'algèbres qualitatives, par exemple des problèmes
agricoles.
Finalement, lors d'une étape de regénération du texte, les règles
d'annotation font l'objet d'une application inverse en fonction des
contraintes temporelles modifiées. Cela a pour effet de modifier de façon
minimale le texte pour le rendre cohérent avec les nouvelles contraintes. On
emploie des stratégies additionnelles pour maintenir la cohérence globale et
la cohésion anaphorique.
Le modèle proposé a été appliqué à des problèmes de cuisine et mis en oeuvre
dans une application Facebook nommée Craqpot. Des tests comparatifs
ont été exécutés pour comparer notre application à une solution fondée sur
la remémoration simple ou sur une adaptation plus superficielle. Notre
modèle d'adaptation en profondeur a généré des textes de la même qualité que
la solution plus superficielle, mais les recettes elles-mêmes ont été jugées
légèrement meilleures. Comme on peut s'y attendre, la qualité des textes et
des recettes adaptées a été jugée inférieure à celle des textes de recettes
non modifiés extraits de la base de cas. Globalement, par contre, les
utilisateurs se sont dits autant satisfaits par les recettes adaptées en
profondeur que par les recettes originales, mais beaucoup moins satisfaits
des recettes adaptées superficiellement.
Hoc thesim exemplar proponit quod patefacit constitutionem
ratiocinationis casu-substructionis actuare quae rationes procedendas
repraesentatas per linguam naturalem in responsio ad quaesitos adaptat.
Cumque casus et solutiones formam textus habent accommodatio ipsa in
reticulis de exigentiis temporalibus repraesesentatis per algebram
qualitatem cum operatore de recensione opinionum paragitur. Methodi de
procedenti linguae naturalis adhibentur ut repraesentationes casuum
acquirant et ex effectum accommodationis textum regenerent.
Domaines
Intelligence artificielle [cs.AI]
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