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Action Spécifique AS 119

dans le cadre du Réseau Thématique Pluridisciplinaire (RTP 11)
"Information et Intelligence : Raisonner et Décider"
sur
Les représentations bipolaires
en raisonnement et décision




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1. Problématique

   

L’information s’exprime et se représente souvent de manière bipolaire. C’est le cas dès qu’une distinction est faite entre « information positive » et « information négative ». Une information incomplète à propos d’un sous-ensemble s’exprime naturellement de manière bipolaire : on sait que certains éléments du référentiel appartiennent au sous-ensemble, et on en connaît d’autres qui n’y appartiennent pas. Cela peut s’appliquer à la représentation des connaissances, ou des préférences notamment.

    Pour élaborer des croyances, on utilise séparément ce qu’on croit et ce qu’on nie. L’information négative pointe les situations impossibles, interdites, les contre-exemples. L’information positive se réfère à des situations garanties possibles dont l’existence est avérée, à des situations explicitement permises, à des observations, à des exemples. Le non-impossible n’est pas alors nécessairement synonyme de garanti possible. Similarité et dissimilarité offrent une autre illustration de la bipolarité, dans la mesure où la non-dissimilarité ne signifie pas toujours la similarité.

    L’information négative exprime souvent des restrictions sur les états possibles du monde, liées à des lois physiques, ou à des connaissances génériques, éventuellement entachées d’exceptions. L’information positive correspond plutôt au recueil d’informations sur le monde, telles que données statistiques, bases de cas, etc… Ces deux types d’information ne sont pas de même nature et leur traitement relève de techniques différentes. Les processus d’apprentissage font un lien entre information positive et information négative : on finit par croire vrai ce qu’on observe souvent, et on considère impossible ce qu’on n’observe jamais.

    Au plan des préférences, l’information positive renvoie à ce qui plait, la négative à ce qui déplait. On peut ainsi énoncer d’un côté des alternatives désirées, recherchées, et d’autre part des alternatives insatisfaisantes, rejetées. Dans une problématique de décision multi-critère, on peut être ainsi conduit à utiliser une échelle bipolaire (ou encore un produit cartésien d’échelles), pour permettre des évaluations positives et des évaluations négatives. Le traitement conjoint des évaluations positives et des évaluations négatives et leur agrégation peuvent alors poser problème.

    En argumentation, on a l’habitude de distinguer entre le pour et le contre. Ainsi en présence d'incohérence, la bipolarité peut être utile pour pouvoir raisonner face à des contradictions. En effet, lorsque l'on veut déterminer la valeur de vérité d'une formule (dans le cadre non-classique d’une logique tri-valuée par exemple), il est nécessaire de regarder quelles sont les informations positives et négatives la concernant, en vue d'opérer un arbitrage.

    Ainsi en général, les deux ensembles d’éléments impossibles et d’éléments garantis possibles sont disjoints (condition de cohérence), et ne couvrent pas tout le référentiel. En d’autres termes, on distingue entre un sur-ensemble d’éléments non impossibles, et un sous-ensemble d’éléments garantis possibles. Cette situation peut se gradualiser en présence d’incertitude. Un aspect qui semble caractéristique de la bipolarité est le fait que les parts, respectivement positive et négative, de l’information forment des entités séparées qui ne peuvent pas être déduites l’une de l’autre, et ne peuvent pas toujours se combiner facilement sans inconvénient.

    On peut également s’intéresser aux répercussions que peut avoir le choix d'une représentation bipolaire, dans des problèmes de raisonnement non-monotone, de révision et de fusion de croyances, où les approches classiques sont basées sur l'extraction d'une relation de préférence à partir d’une base de croyances unipolaire. L'introduction d'une représentation logique bipolaire permettrait d'extraire deux relations de préférence distinctes. L'utilisation de ces deux relations mènerait alors à un cadre beaucoup plus riche.

    Cette Action Spécifique est motivée par l’intérêt de confronter autour de cette problématique, les travaux de chercheurs intéressés par la représentation (dans différents cadres de logiques non-classiques ou modales, et de modélisation de l’incertitude tels que les théories des possibilités et des fonctions de croyance), et par la manipulation formelle des connaissances ou des préférences, du point de vue de l’intelligence artificielle, de la démonstration automatique de la théorie de la décision, de la psychologie cognitive, et de la philosophie.


CEPERC (Centre d’Epistémologie et d'Ergologie Comparatives, Université de Provence-Centre d’Aix, UMR CNRS 6059)
Pierre Livet (Pierre.Livet@newsup.univ-mrs.fr)

CRIL (Centre de Recherche en Informatique de Lens, FRE CNRS 2499)
Salem Benferhat (benferhat@cril.univ-artois.fr)
Eric Grégoire (gregoire@cril.univ-artois.fr)
Souhila Kaci (kaci@cril.univ-artois.fr)
Pierre Marquis (marquis@cril.univ-artois.fr)

DSVP (Dynamiques Socio-cognitives et Vie Politique, Université de Toulouse-LeMirail)
Rui Da Silva Neves (neves@univ-tlse2.fr)

IRIT (Institut de Recherche en Informatique de Toulouse, Université Paul Sabatier, UMR CNRS 5505)
Leila Amgoud (amgoud@irit.fr)
Philippe Balbiani
Philippe Besnard (besnard@irit.fr)
Claudette Cayrol (ccayrol@ irit.fr)
Didier Dubois (dubois@irit.fr)
Hélène Fargier (fargier@irit.fr)
Sébastien Konieczny (konieczny@irit.fr)
Marie-Christine Lagasquie-Schiex (lagasq@irit.fr)
Henri Prade (prade@irit.fr)

LAMSADE (Laboratoire d'Analyse et Modélisation de Systèmes pour l'Aide à la Décision. Université Paris IX–Dauphine, UMR CNRS 7024)
Alexis Tsoukias (Alexis.Tsoukias@lamsade.dauphine.fr)

Laboratoire LEIBNIZ (Projet Atelier pour l’INFérence, IMAG, Grenoble)
Ricardo Caferra (Ricardo.Caferra@imag.fr)

LIP6 (Laboratoire d’Informatique de Paris 6, UMR CNRS 7606):
Michel Grabisch (Michel.Grabisch@lip6.fr)
Patrice Perny (Patrice.Perny@lip6.fr)

LIRMM (Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier)
Christian Bessière (bessiere@lirmm.fr)

LPI-GRC (Groupe de Recherche sur la Cognition, Laboratoire de Psychologie de l'Interaction, Université Nancy 2)
Christian Brassac (brassac@univ-nancy2.fr)

LTC (Laboratoire Travail et Cognition, Toulouse- LeMirail, UMR CNRS 5551)
Eric Raufaste (raufaste@univ-tlse2.fr)

Collègues étrangers invités aux réunions de travail
- Salvatore Greco (Faculty of Economics, University of Catania, salgreco@unict .it)
- Eyke Hüllermeier (University of Marburg, eyke@mathematik.uni-marburg.de)
- Marc Pirlot (Faculté Polytechnique de Mons, Belgique, Marc.Pirlot@fpms.ac.be)
- Peter Wakker (CREED, Dept. of Economics, University of Amsterdam & Dept. of Quantitative Economics, Maastricht University, P.P.Wakker@uva.nl)


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3. Modalités de l’action

   

L’idée est d’organiser sur un peu plus d’un an une série de trois séminaires réunissant une vingtaine de personnes pendant trois jours à chaque fois dans le but de confronter, de discuter nos expériences du traitement de la bipolarité. Cela en vue de proposer, à l’issue du dernier séminaire, un document de synthèse, pouvant éventuellement donner lieu à un numéro spécial de revue par exemple. Lors du premier séminaire, chaque participant présentera sa vue de la bipolarité. Le second séminaire sera essentiellement consacré à dégager une synthèse organisée des différentes formes de bipolarité, tandis que le dernier séminaire sera centré sur une discussion des premières versions des contributions au document de synthèse final.



4. Séminaires

1er séminaire : Foix, 23-25 octobre 2003. Le programme.
2ième séminaire : Arras, 25-27 mars 2004. Le programme.
3ième séminaire : Le Fossat, 14-16 octobre 2004.

Pages de discussion interne au projet


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5. Session spéciale IPMU 2004

Information Processing and Management of Uncertainty in Knowledge-Based Systems
4-9 juillet 2004, Perugia, Italie
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6. Bibliographie

Salem Benferhat, Didier Dubois, Souhila Kaci, Henri Prade. Bipolar possibilistic representations. Proc. of the 18th. Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence, UAI 2002, Edmonton-Canada, 1-4 Aug. 2002. Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 45-52.

Salem Benferhat, Didier Dubois, Souhila Kaci, Henri Prade. Bipolar representation and fusion of preferences in the possibilistic logic framework. Proc. of the 8th International Conference on Principles of Knowledge Representation and Reasoning, Toulouse, France, 22 - 25 April 2002. Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 421-432.

Ricardo Caferra, Nicolas Peltier. A new technique for verifying and correcting logic programs. Journal of Automated Reasoning, 19(3), 277-318, 1997

Ricardo Caferra, Nicolas Peltier. Disinference rules, model building and abduction. logic at work. Essays dedicated to the memory of Helena Rasiowa. (Ewa Orlowska, eds), Physica-Verlag, 20 (part 5: Logic in Computer Science), 331-353, 1998.

Ricardo Caferra, Nicolas Zabel. A simultaneous search for refutations and models by equational constraints. Journal of Symbolic Computation, 13, 613-641, 1992.

Xavier Caicedo. Formal system for the non-theorems of the propositional
calculus. Notre Dame Journal of Formal Logic, 19(1), 1978

Luis Dias, Alexis Tsoukias. On Constructive and other approaches in Decision Aiding.  to appear in Proceedings of the 57th meeting of the EURO MCDA working. ( J. Figueira, C. Antunes eds.), 2003.
A brief introduction on the differences among decision aiding approaches.

Didier Dubois, P. Hajek, Henri Prade. Knowledge-driven versus data-driven logics. J. of Logic, Language, and Information, 9, 65-89, 2000.

Didier Dubois, Henri Prade, Laurent Ughetto: A new perspective on reasoning with fuzzy rules. International Journal of Intelligent Systems 18(5), 541-567 (2003)

Didier Dubois, Henri Prade. Conditional objects as nonmonotonic consequence relationships. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 24(12), 1724-1740, december 1994.

Didier Dubois, Henri Prade. Information bipolaires. Une introduction. Information-Interaction-Intelligence, 3(1),  89-106, 2003. http://www.revue-i3.org/

Didier Dubois, Henri Prade. On the use of aggregation operations in information fusion processes. Fuzzy Sets and Systems, 142, 143-161, 2004.

Didier Dubois Thompson, Henri Prade Thomson. Positive and negative evidence. A fancy IRIT (Information Recovering and Investigation from Testimonies) report, 7p., presented at Ph. Smets' retirement party day, Brussels, April 23. (1999). Also a very preliminary version of below:
Didier Dubois, Henri Prade, Philippe Smets. Not impossible vs.guaranted possible in fusion and revision. Proc.of the 6th.European Conference on Symbolic and Quantitative Approaches to Reasoning with Uncertainty (ECSQARU 2001), Toulouse, France, 19 - 21 Sept.2001, Springer-Verlag, LNAI n°2143, 522-531.

Philippe Fortemps, Roman Slowinski. A graded quadrivalent logic for ordinal preference modelling : Loyola-like approach. Fuzzy Optimization and Decision Making 1, 93-111, 2002.

Michel Grabisch, Christophe Labreuche. Bi-capacities for decision making on bipolar scales. Proc. of the 7th.Meeting of the EURO Working Group on Fuzzy Sets (EUROFUSE 2002), Varenna, Italy, 23-25 Sept. 2002. (B. De Baets, J. Fodor, G. Pasi, eds.), 185-190.

Salvatore Greco, Benedetto Matarazzo, Roman Slowinski. Bipolar Sugeno and Choquet integrals. Proc. of the 7th.Meeting of the EURO Working Group on Fuzzy Sets (EUROFUSE 2002), Varenna, Italy, 23-25 Sept. 2002. (B. De Baets, J. Fodor, G. Pasi, eds.), 191-196.

Christophe Labreuche, Michel Grabisch. Modeling positive and negative pieces of evidence in uncertainty. Proc.of the 7th.European Conference on Symbolic and Quantitative Approaches to Reasoning with Uncertainty (ECSQARU 2003), Aalborg, Denmark, 2-5 july 2003, Springer-Verlag, LNAI n°2711, 279-290.

Meltem Ozturk, Tsoukias Alexis, Philippe Vincke. Preference modelling. State of the Art in Multiple Criteria Decision Analysisin. (M. Ehrgott, S. Greco, J. Figueira eds.) appear with Kluwer Academic, Dordrecht, 2004. Also DIMACS technical report 2003-34.
A surevy on preference modelling.

Patrice Perny, Alexis Tsoukias. On the continuous extension of a four valued logic for preference modelling. Proceedings of the IPMU 1998 conference,  302-309, 1998.
First tentative to introduce continuous valuation in the four valued logic.

Jerzy Slupecki, Grzegorz Bryll, Urszula Wybraniec-Skardowska. Theory of rejected propositions I. Studia Logica, 29, 75-115, 1971

Jerzy Slupecki, Grzegorz Bryll, Urszula Wybraniec-Skardowska. The theory of rejected propositions II. Studia Logica, 30, 97-139, 1972

Alexis Tsoukias. A first-order, four valued, weakly paraconsistent logic and its relation to rough sets semantics. Foundations of Computing and Decision Sciences, 27, 77 - 96, 2002.
A complete presentation of the four valued logic

Alexis Tsoukias, Patrice Perny, Philippe Vincke. From concordance/discordance to the modelling of positive and negative reasons in decision aiding. Aiding Decisions with Multiple Criteria: Essays in Honor of Bernard Roy (D. Bouyssou, E. Jacquet-Lagreze, P. Perny, R. Slowinski, D. Vanderpooten, eds.), Kluwer Academic, Dordrecht, 147 - 174, 2002.
Summary of results on the use of the four valued logic.

Alexis Tsoukias, Philippe Vincke. A new axiomatic foundation of partial comparability. Theory and Decision, 39, 79-114, 1995.
First introduction of four valued logic and its use for preference modelling.

Alexis Tsoukias, Philippe Vincke. Double threshold orders: a new axiomatization. Journal of Multiple Criteria Decision Analysis, 7, 285-301, 1998.
Use of the four valued logic in order to solve an axiomatisation problem.


7. Contacts

Didier Dubois     Henri Prade



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