Made available in DSpace on 2016-12-23T14:33:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 2000193 bytes, checksum: 7b0d1bbfbe14616b4ce8e7a9cf5a9d4f (MD5) Previous issue date: 2009-06-24 / Nowadays, it is acknowledged that reuse offers an important opportunity to achieve improvements in software development. Greater benefits, however, are achieved by reusing knowledge. Concerning knowledge reuse, two major kinds of knowledge should be considered: domain and task knowledge. For developing knowledge for reuse, models are needed to capture both, and ontologies can be used for this purpose. Domain ontologies describe the vocabulary related to a generic domain, while task ontologies describe the vocabulary related to a generic task. Domain ontologies have been extensively used in several areas in Computer Science, however, the same does not occur with task ontologies. There are few works presenting task ontologies, and there is no uniformity in representing them. Task knowledge involves two different facets: task decomposition and knowledge roles involved in the fulfillment of the subtasks. This work proposes the use of UFO (Unified Foundational Ontology) based UML profiles for representing task knowledge: OntoUML (that concerns class diagrams) modeling the knowledge roles involved and their properties and relations, and E-OntoUML (that concerns activity diagrams) capturing task decomposition and how knowledge roles act in their fulfillment. OntoUML is currently used to represent several domain ontologies. E-OntoUML is a new profile that is proposed here. This work also discusses how task ontologies can be combined with domain ontologies in order to describe the knowledge involved in a class of applications. Finally, since the main goal for capturing knowledge is to allow its reuse and sharing, an approach is proposed for reusing task ontologies in the Requirements Engineering process. / Atualmente, reconhece-se que a reutilização oferece uma importante oportunidade para alcançar melhorias no desenvolvimento de software. Maiores benefícios, no entanto, são obtidos pela reutilização em níveis mais altos de abstração, sobretudo pelo reúso de conhecimento. Em relação à reutilização de conhecimento, dois grandes tipos de conhecimento devem ser considerados: conhecimento de domínio e de tarefa. Para desenvolver o conhecimento para a reutilização, necessita-se de modelos para capturar ambos e ontologias podem ser utilizadas para este fim. Ontologias de domínio descrevem o vocabulário relacionado a um domínio genérico, enquanto ontologias de tarefa descrevem o vocabulário relacionado a uma tarefa genérica. Ontologias de domínio têm sido amplamente utilizadas nas mais diversas áreas da Ciência da Computação, entretanto o mesmo não ocorre com ontologias de tarefa. Existem poucos trabalhos apresentando ontologias de tarefa e não há uniformidade na representação das mesmas. O conhecimento de tarefa envolve dois aspectos principais: a decomposição em subtarefas e os papéis de conhecimento que as entidades do domínio irão exercer na realização da tarefa. Este trabalho propõe o uso de perfis UML baseados na Ontologia de Fundamentação Unificada (Unified Foundational Ontology UFO) para representar ontologias de tarefa: OntoUML (com base em diagramas de classes), para a modelagem dos papéis de conhecimento envolvidos e suas propriedades e relações, e E-OntoUML (com base em diagramas de atividades), para capturar a decomposição de tarefa e a participação dos papéis de conhecimento nas mesmas. O primeiro tem sido bastante utilizado para representar ontologias de domínio, enquanto o segundo é um novo perfil, proposto neste trabalho. Discute-se, também, como ontologias de tarefa podem ser combinadas com ontologias de domínio, a fim de descrever o conhecimento relativo a uma classe de aplicações. Por fim, uma vez que o principal objetivo para a captura do conhecimento é permitir o seu reuso e compartilhamento, propõe-se uma abordagem para reutilização de ontologias de tarefa no processo de Engenharia de Requisitos.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:33:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex Pinheiro das Gracas.pdf: 2761846 bytes, checksum: a904945394b1c705b72df3268f5bdab8 (MD5) Previous issue date: 2010-08-27 / The adoption of ontologically well founded languages for building ontologies has acquiring more adopters, however its widespread use stumble on using difficulties by inexperienced modelers. This dissertation proposes a methodological guide to support the building of domain ontologies using the ontologically well founded language OntoUML. This guide through the analysis of language structure, restrictions and design patterns helps the designer on the modeling process. Beyond, the building support interactions are used to generate a design rationale. At last, it is presented a Web application implementing the ideas proposed in this work / A adoção de linguagens ontologicamente bem fundamentadas para construção de ontologias, apesar de vir ganhando mais adeptos, esbarra nas dificuldades da utilização desta linguagem por modeladores inexperientes. Este trabalho propõe um guia metodológico para apoiar as construções de ontologias utilizando a linguagem OntoUML Este guia auxilia o projetista no processo de modelagem através do estudo da estrutura da linguagem, suas restrições sintáticas e padrões de projetos. Além disso, as interações com o modelador na utilização deste guia são utilizadas para gerar um design rationale do processo de modelagem. Por final é apresentada uma implementação Web de uma ferramenta que demonstra as propostas apresentadas neste trabalho

Cette thèse propose une méthode pour alimenter une ontologie, une structure de concepts liés par des relations sémantiques, par des termes français, anglais et allemands à partir de corpus spécialisés comparables. Son apport principal est le développement des méthodes d'extraction utilisant des ressources endogènes apprises à partir de corpus et d'ontologie. Exploitant des n-grammes de caractères, elles sont disponibles et indépendantes vis-à-vis de la langue et du domaine. La première contribution porte sur l'utilisation des ressources morphologiques et morphosyntaxiques endogènes pour extraire des termes mono- et polylexicaux à partir de corpus. La deuxième contribution vise à exploiter des ressources endogènes pour identifier leurs traductions. La troisième contribution concerne la construction des familles morphologiques endogènes servant à alimenter l'ontologie. / This thesis proposes a method of enrichment and population of an ontology, a structure of concepts linked by semantic relations, by terms in French, English and German from comparable domain-specific corpora. Our main contribution is the development of extraction methods based on endogenous resources, learned from the corpus and the ontology being analyzed. Using caracter n-grams, these resources are available and independent of a particular language or domain. The first contribution concerns the use of endogenous morphological and morphosyntactic resources for mono- and polylexical terms extraction from the corpus. The second contribution aims to use endogenous resources to identify translations for these terms. The third contribution concerns the construction of endogenous morphological families designed to enrich and populate the ontology.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent la modélisation des aspectssocioculturels et temporels pour permettre aux communautés sénégalaises departager et de co-construire leur connaissances socioculturelles. En effet, avecla mondialisation la nouvelle génération sénégalaise a de moins en moins deconnaissances sur son environnement socioculturel. Ainsi, nous avons initié lamise en place d'une application en ligne pour permettre à nos concitoyens departager et de co-construire leur patrimoine socioculturel.Nos propositions s'appuient sur les technologies du Web social et du Websémantique. En effet, le Web social propose un cadre à tout utilisateur pourparticiper à la création de contenu. Le Web sémantique rend accessible lesressources aux agents logiciels pour une meilleure recherche et partaged'informations. La combinaison de ces deux technologies permet auxcommunautés sénégalaises de partager et de co-construire leur patrimoineculturel dans un cadre collaboratif et sémantique.Nos contributions consistent à (i) proposer des ontologies pour annoter desressources socioculturelles et (ii) proposer un cadre collaboratif auxcommunautés sénégalaises. Les ontologies représentent le socle du Websémantique et permettent de caractériser un domaine. Ainsi, nous avonsdéfini : 1) une ontologie socioculturelle reposant sur la théorie historicoculturellede l'activité et 2) une ontologie temporelle. Nous avons égalementdéfini les communautés de co-élaboration de connaissances culturelles etproposé un prototype qui intègre les différentes contributions / Temporal aspects to allow Senegalese communities to share and to co-constructtheir sociocultural knowledge. Indeed, with the globalization it is very commonto meet Senegalese youth knowing more about the geography of the West thanits own country. Thus, to refresh the memory of our fellow citizens, we initiatedthe establishment of an online application that allows them to share and coconstructtheir cultural heritage.Our proposals are based on social and semantic web technologies. indeed,social web proposes a framework where value is created by the aggregation ofmany individual user contributions. The semantic web enables to find, tocombine and to share resources, not only between humans but also betweenmachines. The combination of these two technologies enables Senegalesecommunities to share and co-construct their cultural heritage in a collaborativeand semantic framework.Our contributions include to (i) propose ontologies to annotate socioculturalresources and (ii) provide a collaborative framework to Senegalesecommunities. Ontologies are backbone of the semantic web and allow tocharacterize a domain. Thus, we defined two ontologies : 1) a socioculturalontology based on cultural-historical activity theory and 2) a temporal ontologyto annotate temporally sociocultural resources. We also defined a virtualcommunity called cultural knowledge-building community and proposed aprototype that integrates our contributions

Introduction :La télésurveillance des stimulateurs cardiaques et défibrillateurs sera à terme le standard pour le suivi des patients implantés. Pourtant, des alertes très nombreuses sont générées par ces dispositifs, et constituent un fardeau pour la prise en charge médicale. De plus, les alertes générées le sont indépendamment du contexte médical individuel du patient, et elles pourraient donc être mieux caractérisées. Cette thèse propose un outil de traitement automatique des alertes générées par la survenue de fibrillation atriale, et basé sur une modélisation des connaissances médicales de type ontologie en OWL2. En particulier, le score de risque cardio-embolique CHA2DS2VASc a été évalué par le biais de l’ontologie, ainsi que le statut d’anticoagulation du patient. Matériel et Méthodes :Une ontologie d’application a été créée en OWL2, afin de représenter les concepts nécessaires au raisonnement sur les alertes. Cette ontologie a été utilisée pour raisonner sur 1783 alertes de FA détectées chez 60 porteurs de stimulateurs cardiaques. Les alertes ont été classées automatiquement selon leur importance d’après une échelle de gravité de 1 à 4. La classification automatique a été comparée à celle réalisée par 2 experts médicaux comme référence. Résultats : 1749 alertes sur 1783 (98%) ont été classées correctement. 58 des 60 patients avaient toutes leurs alertes classées à l’identique par le système testé et par les évaluateurs-médecins. Une approche basée ontologie est à même de permettre un raisonnement automatique sur des données issues de dispositifs médicaux connectés, en les contextualisant en fonction des données médicales individuelles du patient. / Introduction :Remote monitoring of cardiac implantable electronic devices (CIED) such as pacemakers and defibrillators is the new follow-up standard. However, the numerous alerts generated in remote monitoring causes a burden for physicians. Morever, many alerts are notified despite the knowledge of patient condition and could be refined. This work proposes an automatic tool for classifying atrial fibrillation alert, based on an ontological knowledge model in OWL2. In particular, CHA2DS2VASc thrombo-embolic risk score and patient anticogulation status are accounted in order to determine alert importance. Materials and methods :An application ontology was designed in OWL2, in order to represent the concepts needed for processing alerts. This ontology was used to infer the importance of 1783 AF alerts among 60 CIED recipients, using a 4-grade scale. Automatic classification was compared to that of 2 medical experts.Results :1749 of 1783 alerts (98%) were correctly classified. 58 of 60 patients had every alerts classified with the same importance by the prototype and the human experts. An ontology-driven automatic reasoning tool is able to classify remote monitoring alerts, by using individual medical context. This technology could be important for managing data generated by connected medical devices.

Dans le but d’exploiter au mieux les grandes masses de données hétérogènes produites par les instruments scientifiques modernes de l’astrophysique, les scientifiques ont développé le concept d’Observatoire Virtuel (OV). Il s’agit d’une architecture orientée services, qui a pour objectif de faciliter l’identification et l’interopérabilité des données astrophysiques. Malgré le développement et les avancées permises par l’OV dans l’exploitation de ces données, certains objectifs sont partiellement atteints notamment l’interopérabilité, la sélection de services et l’identification de services connexes, etc. Par ailleurs, l’ergonomie des outils à la disposition de l’utilisateur final reste perfectible. De même l’utilisation actuelle des ressources de l’OV, s’appuyant sur des compétences humaines, gagnerait à être automatisée. Les services de données astrophysiques n’étant pas tous inscrits dans l’OV, il serait aussi souhaitable pour permettre une utilisation plus large de ces outils, qu’ils s’appuient également sur des services disponibles en-dehors de l’OV. En vue d’automatiser l’utilisation des ressources en ligne, les sciences de l’information travaillent depuis 2001 à l’élaboration du Web sémantique. Cette évolution apporte au Web des capacités de raisonnement automatiques, basées sur des algorithmes utilisant une nouvelle forme de description des contenus. Cette nouvelle forme de description sémantique se trouve exprimée dans des représentations informatiques appelées ontologies. Malheureusement, les méthodes actuelles d’élaboration du Web sémantique ne sont pas complètement compatibles avec les services OV qui utilisent des modèles de données, des formats et des protocoles d’accès aux services qui s’éloignent de ceux rencontrés habituellement dans les sciences de l’information. Dans ce contexte, cette thèse décrit une méthodologie générique de composition de services sans état, basée sur la description des services par une ontologie dont la définition est proposée dans ce document. Cette ontologie représente aussi bien des services Web que des services non accessibles par le Web. Elle prend en compte certaines spécificités qui peuvent être rencontrées dans les infrastructures de services préexistantes. L’enrichissement de l’ontologie par des concepts issus de domaines d’application spécifiques pour lesquels il n’existe que peu de représentations ontologiques est également pris en compte. La population de cette ontologie, par des services éventuellement éloignés des standards utilisés habituellement dans les sciences de l’information, est aussi traitée. La méthodologie a été appliquée avec succès dans le cadre de l’astrophysique, et a permis de développer une application Web permettant la composition automatique de services utilisable par un public non averti. / Scientists have developed the Virtual Observatory (VO) concept in order to make the most of the large masses of heterogeneous data produced by the modern scientific instruments of astrophysics. It is a service-oriented architecture, aiming to facilitate the identification and interoperability of astrophysical data. Despite the development and advances made by VO in the exploitation of these data, some objectives are partially such as interoperability, service selection and identification of related services, etc. In addition, the ergonomics of the tools available to the end user can be improved. Similarly, the current use of VO resources, based on human skills, would benefit from being automated. As not all the astrophysical data services are included in the VO, it would also be desirable to allow a wider use of these tools, as they also rely on services available outside the VO. In order to automate the use of online resources, information sciences have been working since 2001 on the development of the Semantic Web. This evolution provides the Web with automatic reasoning abilities, based on algorithms using a new form of content description. This new form of semantic description is expressed in computer representations called ontologies. Unfortunately, the current semantic Web development methods are not fully compatible with VO services that use data models, formats and protocols for accessing services that differ from those typically encountered in information sciences. In this context, this thesis describes a generic methodology for the composition of stateless services, based on the description of services by a global ontology, the definition of which is proposed in this document. This ontology represents both Web services and services that are not accessible via the Web. It takes into account certain specificities that may be encountered in preexisting service infrastructures. The enrichment of the ontology by concepts derived from specific fields of application for which there are only a few ontological representations is also taken into account. The population of this ontology, by services possibly distant from the standards usually used in the information sciences, is also treated. The methodology was applied successfully in the framework of astrophysics, and allowed to develop a Web application allowing the automatic composition of services usable by an uninformed public.

Le domaine de la recherche en neuroimagerie nécessite de pouvoir partager, réutiliser et comparer les outils de traitement d'images des différents laboratoires. Cependant la tâche de partage de traitement sous forme de services et leur composition sous forme de workflow reste une tâche difficile et trop souvent complexe. Ceci est dû dans la plupart des cas à l'hétérogénéité des services et des plateformes qui diffèrent au niveau de leurs conceptions et de leurs implémentations. Nous travaillons dans le cadre du projet NeuroLOG, une initiative cherchant à construire un système fédéré pour le partage de données et d'outils de traitement dans le domaine de la neuroimagerie. Il adopte une approche ontologique pour assurer la médiation et le partage de ressources entre les différents collaborateurs. Notre travail de thèse vise à compléter la médiation pour assurer le partage et la composition des outils de traitement d'images et à fournir aux utilisateurs spécialistes et non-spécialistes du domaine de la neuroimagerie une plateforme de composition de service ergonomique et facile à utiliser. Nous utilisons pour cela les techniques du web sémantique afin de remédier aux différents problèmes d'interopérabilité et de cohérence de ressources utilisées et produites. La première solution proposée se fonde sur une extension de la plateforme OWL-S. Elle a été adaptée aux différents services web de la plateforme de neuroimagerie. On a déduit que finalement les outils qui ne possèdent pas le format de services web et une description conforme au standard WSDL ne peuvent pas être enchaînés sous forme de workflow. A partir de là, nous avons proposé une autre approche pour effectuer la composition de services de traitement d'images. Elle se se fonde sur un nouveau modèle ontologique de composition de services qui répond aux exigences de la neuroimagerie, qui s'articule bien avec l'ontologie de domaine OntoNeuroLOG et qui pourra remédier aux différents problèmes rencontrés lors de l'élaboration de la première approche. Ce travail a permit de remédier à la fois aux problèmes d'hétérogénéité des descripteurs des services et à l'interopérabilité des services selon les contraintes de la neuroimagerie au sein de la plateforme NeuroLOG. / The field of neuroimaging research requires the ability to share, reuse and compare image processing tools coming from different laboratories. However, sharing treatment as services and composing them as workflows, is usually difficult and a complex task. This is due in most cases to the heterogeneity of services and platforms with regards to their conception and their implementation. We work within the NeuroLOG project, which aims at developing a middleware to federate data repositories and to facilitate the sharing and reuse of processing tools to analyze the shared images. It adopts an ontological approach for data and tools mediation and for sharing resources. This work aims to provide tools mediation to enhance the sharing and composition of image processing tools and provide non-specialist and expert users of neuroimaging field with an ergonomic and easy to use composition platform. We have chosen to use the Semantic Web techniques to address the various problems of resource interoperability and consistency. The first proposed solution is based on an extension of the OWL-S framework. It has been adapted to the various web services of our neuroimaging platform. We finally concluded that services that haven't the WSDL standard as descriptor could not be chained as workflow. So, we have proposed a new approach to compose image processing tools. It is based on a new ontological model for service composition that meets the requirements of the neuroimaging domain and the constraints of our domain ontology OntoNeuroLOG and addresses the various problems encountered in the development of the first approach. This work led to solve the two major problems in the composition of services; the heterogeneity of services descriptors and the interoperability of services according to the constraints within the NeuroLOG platform.

Pour rester concurrentiel et faire face à la complexité du développement des systèmes complexes, il est nécessaire d’avoir de bons ingénieurs système expérimentés sur le marché. De ce fait, Les ingénieurs système ainsi que les enseignants-chercheurs doivent mettre en place des stratégies et des méthodologies didactiques pour préparer les futurs ingénieurs systèmes. L’idée est d’assurer aux étudiants ingénieurs une préparation approfondie à l’ingénierie système (IS) et un savoir-faire quasi-professionnel fondés sur des expériences pratiques. Cette thèse répond à la nécessité de l’évaluation des étudiants, dans l’optique de vérifier leur maîtrise des processus du développement d’un système complexe tout le long de son cycle de vie. Nous nous intéressons particulièrement au problème de l’évaluation des connaissances acquises des apprenants lors de l’apprentissage actif de l’IS dans un environnement E-learning collaboratif en se fondant sur l’approche d’acquisition de connaissances. Pour cela, nous avons élaboré et mis en œuvre nos travaux de recherche dans le cadre d’une démarche d’E-apprentissage par projet, approche pédagogique qui facilite l’apprentissage en ligne de l’IS basé sur des projets. Dans ce contexte, nous avons décidé de piloter notre environnement Eapprentissage par des projets initiés à partir des processus normalisés en IS. Nous avons également guidé la formalisation de ces processus standardisés par l’intégration des modèles de compétences d’IS afin de soutenir le développement professionnel d’un système. Lors de la phase d’apprentissage, différents étudiants collaborent à distance. Ce partage d’information est fondé généralement sur des échanges formels ou informels. L’intérêt de l’acquisition de ces connaissances, issues des compte-rendus écrits, des retours d’expérience et des erreurs rectifiées, est d’aider à étudier et évaluer les expériences et les activités des étudiants pour favoriser l’apprentissage actif et collaboratif de l’IS. Notre proposition est une solution permettant l’évaluation des connaissances acquises fondée sur des outils sémantiques. La solution s’adresse aux étudiants et aux enseignants de la plateforme. D’une part, elle permet le suivi et l’évaluation des étudiants d’une manière intelligente et d’autre part, elle permet l’accompagnement de l’enseignant lors de la définition de son projet. Tout d’abord, nous présentons une méthode d’évaluation mixte qui combine le raisonnement à partir de cas et le processmining afin de fournir des représentations visuelles qui aident l’enseignant dans son processus d’évaluation ainsi que la définition de son scénario d’apprentissage. Nous exploitons des techniques d’analyse de réseaux sociaux pour étudier les interactions des apprenants. Ensuite, nous proposons un processus d’annotation sémantique des travaux des étudiants. Le processus a pour but de guider l’enseignant dans son processus d’évaluation. De plus, afin d’enrichir la mise en œuvre de l’évaluation des connaissances, nous introduisons le concept d’évaluation par les pairs afin de promouvoir la réflexivité et la confiance en soi de l’apprenant. Enfin, les différentes contributions sont illustrées au moyen d’une étude de cas. A la lumière de cette étude de cas, nous avons montré que les hypothèses de recherche sont valides. / To remain competitive and to deal with the complexities of developing complex systems, it is necessary to have skilled and experienced system engineers on the labor market. As a result, system engineers, teachers and researchers must put in place strategies and didactic methodologies to prepare future systems engineers. The idea is to ensure engineering students with depth preparation for system engineering (SE) and a quasiprofessional expertise based on practical experiences. This thesis meets the need for student evaluation, to verify their knowledge of the processes of developing a complex system throughout its lifecycle. We are particularly interested in the problem of evaluating the knowledge acquired by learners during the active learning of the SE in a collaborative Elearning environment based on the knowledge acquisition approach. For this, we have developed and implemented our research as part of an E-learning project approach. This is a pedagogical approach that facilitates online learning of SE based on projects. We decided to pilot our E-learning environment with projects initiated from standard SE processes. We also conducted a formalization of these standardized processes by integrating SE competencies models to support the professional development of a system. During the learning phase, different students collaborate remotely. This sharing of information is generally based on formal or informal exchanges. The interest of the acquisition of this knowledge, resulting from written reports, feedback and rectified errors, is to help study and evaluate the experiences and activities of students to promote active learning and collaboration of the SE. Our proposal is a solution for the evaluation of acquired knowledge based on semantic tools. The solution is addressed to students and teachers of the platform. On the one side, it allows the monitoring and evaluation of students in an intelligent way. On the other side, it allows to support the teacher during the definition of his project. First, we present a mixed assessment method that combines reasoning from cases and process-mining to provide visual representations that help the teacher in his assessment process as well as the definition of his learning scenario. We use social network analysis techniques to study learner interactions. Then, we propose a semantic annotation process of student works. The purpose of this process is to guide the teacher in his assessment process. Furthermore, we introduce the concept of peer review in order to promote the reflexivity and self-confidence of learner. Finally, the different contributions are illustrated by a case study. Based on this case study, we show that the research hypotheses are valid.

Avec le développement de la robotique cognitive, le besoin d’outils avancés pour représenter, manipuler, raisonner sur les connaissances acquises par un robot a clairement été mis en avant. Mais stocker et manipuler des connaissances requiert tout d’abord d’éclaircir ce que l’on nomme connaissance pour un robot, et comment celle-ci peut-elle être représentée de manière intelligible pour une machine. Ce travail s’efforce dans un premier temps d’identifier de manière systématique les besoins en terme de représentation de connaissance des applications robotiques modernes, dans le contexte spécifique de la robotique de service et des interactions homme-robot. Nous proposons une typologie originale des caractéristiques souhaitables des systèmes de représentation des connaissances, appuyée sur un état de l’art détaillé des outils existants dans notre communauté. Dans un second temps, nous présentons en profondeur ORO, une instanciation particulière d’un système de représentation et manipulation des connaissances, conçu et implémenté durant la préparation de cette thèse. Nous détaillons le fonctionnement interne du système, ainsi que son intégration dans plusieurs architectures robotiques complètes. Un éclairage particulier est donné sur la modélisation de la prise de perspective dans le contexte de l’interaction, et de son interprétation en terme de théorie de l’esprit. La troisième partie de l’étude porte sur une application importante des systèmes de représentation des connaissances dans ce contexte de l’interaction homme-robot : le traitement du dialogue situé. Notre approche et les algorithmes qui amènent à l’ancrage interactif de la communication verbale non contrainte sont présentés, suivis de plusieurs expériences menées au Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes au CNRS à Toulouse, et au groupe Intelligent Autonomous System de l’université technique de Munich. Nous concluons cette thèse sur un certain nombre de considérations sur la viabilité et l’importance d’une gestion explicite des connaissances des agents, ainsi que par une réflexion sur les éléments encore manquant pour réaliser le programme d’une robotique “de niveau humain” / With the rise of the so-called cognitive robotics, the need of advanced tools to store, manipulate, reason about the knowledge acquired by the robot has been made clear. But storing and manipulating knowledge requires first to understand what the knowledge itself means to the robot and how to represent it in a machine-processable way. This work strives first at providing a systematic study of the knowledge requirements of modern robotic applications in the context of service robotics and human-robot interaction. What are the expressiveness requirement for a robot? what are its needs in term of reasoning techniques? what are the requirement on the robot's knowledge processing structure induced by other cognitive functions like perception or decision making? We propose a novel typology of desirable features for knowledge representation systems supported by an extensive review of existing tools in our community. In a second part, the thesis presents in depth a particular instantiation of a knowledge representation and manipulation system called ORO, that has been designed and implemented during the preparation of the thesis. We elaborate on the inner working of this system, as well as its integration into several complete robot control stacks. A particular focus is given to the modelling of agent-dependent symbolic perspectives and their relations to theories of mind. The third part of the study is focused on the presentation of one important application of knowledge representation systems in the human-robot interaction context: situated dialogue. Our approach and associated algorithms leading to the interactive grounding of unconstrained verbal communication are presented, followed by several experiments that have taken place both at the Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes at CNRS, Toulouse and at the Intelligent Autonomous System group at Munich Technical University. The thesis concludes on considerations regarding the viability and importance of an explicit management of the agent's knowledge, along with a reflection on the missing bricks in our research community on the way towards "human level robots"

Dans le contexte actuel de l’Internet, un enjeu de recherche majeur est de permettre aux applications et à leurs utilisateurs de disposer de systèmes de communication offrant une qualité de service (QdS) optimale. Ceci en fonction des ressources machine et réseau disponibles, dont les capacités et les performances, hétérogènes et variables, ne sont pas connues à l’avance. Le provisionnement optimal de la QdS dans ces futurs systèmes de communication autonomes nécessite d’une part la caractérisation des services et des ressources de communication disponibles, et d’autre part la prise en compte des expressions des besoins et des préférences des différents acteurs du système (utilisateurs, fournisseurs des services, etc.). Le sujet de la thèse porte sur la définition d’un cadre sémantique de QdS basé sur les ontologies pour la caractérisation des ressources et des services de communication dans le but de fournir la meilleure QdS au regard des besoins et des préférences des utilisateurs. Ce cadre sera utilisé dans la définition des objectifs et des contraintes de QdS et dans l’élaboration de modèles de décision. L'ensemble sera utilisé pour la mise en œuvre de QdS dans les systèmes de communication autonomes situés dans un contexte de réseaux domestiques / In the current context of the Internet, a major research challenge is to enable applications and users to have their communications systems with an optimal quality of service (QoS). Indeed, QoS provisioning should take into account the available machine and network resources, which capacities and performances are heterogeneous, variable, and not known in advance. The optimal QoS provisioning for the future autonomous communication systems requires the characterization of available services and communication resources and also taking into account the expressions of needs and preferences of different actors in the system (users, service providers, etc.). The subject of this thesis deals with the definition of a QoS ontology-based semantic framework for the characterization of network resources and communication services in order to provide better QoS according to the needs and preferences of users. This framewor! k will be used in the definition of objectives and QoS constraints as well as in the development of decision models in order to provide QoS for autonomous communication systems located in the context of home networks