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Raisonnement à partir de cas

Mots clés : réutilisation d'expériences passées, indexation, case-based reasoning, chroniques, temps .

Glossaire :Raisonnement à partir de Cas (RàPC). Se dit d'une approche de résolution de problèmes basée sur la réutilisation par analogie d'expériences passées appelées cas. Un cas est généralement indexé pour permettre de le retrouver suivant certaines caractéristiques pertinentes et discriminantes, appelées indices ; ces indices déterminent dans quelle situation (ou contexte) un cas peut être de nouveau réutilisé.

Le raisonnement à partir de cas [NMJ+97] se décompose habituellement en quatre phases principales [AP94,Kol93] :

1.
phase de recherche, dont le but est de rechercher des cas ayant des similarités (i.e. des indices similaires) avec le problème courant,
2.
phase de réutilisation, permettant de construire une solution au problème courant en se basant sur les cas identifiés dans la phase précédente,
3.
phase de révision de la solution qui permet de l'affiner grâce à un processus d'évaluation,
4.
phase d'apprentissage, chargée de mettre à jour les éléments du raisonnement en prenant en compte l'expérience qui vient d'être réalisée et qui pourra ainsi être utilisée pour les raisonnements futurs.

Les problèmes difficiles en RàPC sont très fréquemment liés à la définition et la représentation d'un cas, l'organisation de la base de cas, les diverses indexations utilisées et la définition de « bonnes » mesures de similarités pour la recherche de cas, le lien recherche-adaptation de cas (le meilleur cas étant le cas le plus facilement adaptable), la définition d'une stratégie d'adaptation à partir du (ou des) cas retrouvé(s), l'apprentissage de nouveaux indices, etc.

Nous avons poursuivi cette année nos recherches en RàPC sur les deux problèmes suivants.

Premièrement, il s'agit de définir un modèle générique d'indexation des cas permettant la gestion d'historiques. La prise en compte d'un ensemble de comportements dans l'indexation a été utilisée dans plusieurs applications significatives basées sur le raisonnement à partir de cas : par exemple, la prévision de l'évolution des feux de forêt (S. Rougegrez, LAFORIA, Paris, France 1994), la prévision économique (Nakhacizadeh, Daimler-Allemagne, 1994) et la commande de robots mobiles (A. Ram, Georgia Institute of Technology, USA, 1993). Notre démarche vise à dépasser ces approches existantes limitées aux besoins d'une application particulière. De plus, les approches de reconnaissances d'historiques et les systèmes de gestion de bases de données temporelles ne prennent pas en compte les besoins spécifiques liés à la réutilisation et à la mise à jour des connaissances durant un cycle de raisonnement à partir de cas. Aussi le modèle que nous visons doit fournir un formalisme générique de représentation des indices et doit permettre le développement d'une compétence méthodologique accumulée à travers l'analyse de différentes applications.

Deuxièmement, il s'agit de concevoir un outil ouvert facilitant l'utilisation pratique de ce modèle pour la réalisation de systèmes de raisonnement à partir de cas. Cet outil doit permettre la spécialisation du modèle pour prendre en compte les caractéristiques spécifiques d'une application. Il doit également faciliter son intégration cohérente dans un système complet de RàPC. Enfin, cet outil doit permettre la capitalisation de composants pour enrichir, au cours des développements, l'ensemble des objets-métier RàPC réutilisables. Or aucun des travaux actuels[*] en RàPC (visant à faciliter le développement d'applications complexes intégrant un module RàPC) n'aborde le problème de la conception et de la réalisation de composants RàPC réutilisables. Les shells RàPC existants [AABM95], sortes de générateurs d'applications munies d'une interface graphique évoluée, offrent très peu de moyens pour l'extension et l'adaptation des structures et méthodes proposées (structure des cas souvent spécifique, méthode d'indexation et de raisonnement non modifiable).



Footnotes

... actuels[*]
Les travaux existants (essentiellement européens) sur la prise en compte d'aspects génie logiciel en RàPC portent sur le développement d'une méthodologie de conception (et de maintenance) d'applications RàPC (mise à jour d'une base de cas, cohérence entre plusieurs bases, etc.) e.g. le projet européen INRECA II et le projet FABEL (GMD, Allemagne). Citons également l'équipe du Prof M. M. Richter (University of Kaiserslautern, Allemagne) qui est une des plus actives sur le thème Software Engineering & CBR.


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