Qu’est-ce qu’une trace? … essai d’ approche transversale

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1 Qu’est-ce qu’une trace? … essai d’ approche transversale
3/27/2017 Pierre Deransart INRIA CRI Paris-Rocquencourt les traces en général et, plus particulièrement, les traces numériques comme inscriptions de connaissances issues de l’observation et leur exploitation dans les processus cognitifs associés à la construction du sens Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Traces: éléments de recherche de la vérité Traces numériques : abondance et formalisation (Re)connaissance à partir de traces Cognition: ce qui produit et analyse les traces Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Traces comme recherche de la vérité … « Laisser des traces, pas des preuves, seules les traces peuvent faire rêver » René Char Poète ( ) Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

4 Accélération de la production de traces
Discrétisation-spatialisation/numérisation/manipulation Etapes: B.Stiegler 20 siècles après début du néolithique premières numérations (astro) 12ième siècle AC système alphabétique (grammatisation) Imprimerie permet à l’écrit d’envahir la société 17ième siècle machine outil (reproduction du geste discrétisé) 1834 discrétisation sons et images Économie de l’immatériel (gestion des connaissances) Le traitement de l’information joue un rôle dominant dans tous les domaines d’activité (industrie ou recherche) et dont la base repose sur une accumulation continue de traces…. Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

5 Visualizing digitalization expansion
3/27/2017 Echelle log.: Close to asymptotic evolution…. Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Traces numériques : abondance et formalisation 3/27/2017 Montre que la capacité de stockage mondiale croit plus rapidement que la vitesse des ordinateurs Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Partout ? Gérard Berry 2007 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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(Re)connaissance à partir de traces HOAX Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

9 Traces => cognition
"L'arbre qui tombe dans la forêt fait-il du bruit si personne ne l'entend? Il n'existe que deux réponses à cette vieille énigme, et ainsi posée, elle paraît sans grand intérêt. Pourtant les philosophes et autres éminents penseurs ont engagé des discussions enflammées sur le sujet, avançant argument sur argument à l'approche de l'une ou l'autre des hypothèses.«  Preface de Endel Tulving Les chemins de la mémoire, F. Eustache, B. Desgranges, Ed Le Pommier, juin 2010, Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

10 A. Serres: quelles problématiques de la trace
Trace comme empreinte, marque psychique (mémoire, empreinte, vérité, P. Ricœur) traces affective, corticale, écrite (extériorité) Trace comme indice, détail (paradigme judiciaire, C. Ginzburg) art, littérature (C. Doyle), psychanalyse (signes, indices, symptômes) Trace comme mémoire [de forme], trace du passé, document (M. Bloch: « l’histoire est la connaissance à partir de traces ») Trace comme ligne d’écriture (J. Derrida, S. Auroux, grammatisation) discrétisation (écriture, langage, technologie) Trace comme exemple à suivre (morale) Trace comme outil (scientifique) d’investigation (morpho)genèse d’un objet trace  Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Essai d’approche ontologique Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Essai d’approche formelle d’un objet « trace » En génie logiciel tout est apparemment plus « simple »: Une trace est une forme de codage dynamique de certaines informations Domaine très formalisé: Théorie des automates, Théorie des traces, Sémantiques formelles, Méthodes d’analyse de (flots de) données, Modélisation, … Limites: analogie linguistique Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Essai d’approche formelle générale d’un objet « trace » Objets étudiés: Trace t :suite d’événements et couples (action, paramètres) ei = (ri , si) Ensemble de traces : T Domaine de traces : DT exemple: sous-ensemble de traces et tous leurs préfixes finis Trace virtuelle : Tv suite d’événements virtuels ei = (ri , si) Trace effective : Tw suite d’événements effectifs et = (at) attributs Paramètres associés au « sens » et attributs à l’observation ou codage Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Sémantique dite « observationnelle » (SO): production de trace effective < S, R, T, A, E, S0 > S est un domaine d‘états virtuels, ou chaque état est décrit par un ensemble de paramètres, R est un ensemble fini d'actions, T, fonction de transition d'états T : R x S  S, éventuellement non déterministe, A est un domaine d'états effectifs, ou chaque état est décrit par un ensemble d'attributs, E est un fonction d'extraction qui a une trace virtuelle associe une trace effective, S0  S, ensemble des états initiaux, Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Sémantique dite « interprétative » (SI): reconstruction de la trace virtuelle < S, R, A, I, S0 > S est un domaine d‘états virtuels, ou chaque état est décrit par un ensemble de paramètres, R est un ensemble fini d'actions, A est un domaine d'états effectifs, ou chaque état est décrit par un ensemble d'attributs, I est un fonction de reconstruction qui à une trace effective associe une trace virtuelle, S0  S, ensemble des états initiaux, Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

16 Sémantique de traces: SO + SI
< S, R, T, A, E, I, S0 > E et I vérifient la propriété de de fidélité i.e. t Tv ,  u  Tw , I(E(t)) = t et E(I(u)) = u MI correspond LTS sous jacent (modèle implicite, intentionnel) < S, R, T, S0 > Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

17 Transformations: analyses, combinaisons de traces
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Formalisations Transition System < S, T, S0 > S états, S0 initiaux, T transitions Labelled Transition System < S, R, T, S0 > R actions Fluent Calculus (situation calculus) < S, R, T, S0 > S situation Théorie des traces, < R, T, D> D dépendances Automates, Langages formels, < S, T, S0 , Sf >, Sf finaux Structure de Kripke < L, T, S0 , Sf > L formules logiques Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Analyse de trace Utilisation d’algorithmes d’analyse de flots de données pour identifier des objets tracés (traces optimisées) Recherche de zones suspectes dans les programmes (Zaidman & al, 2005) Techniques de « model checking » pour pour détecter des intrusions (Garavel & al. 2004) sur des traces d’exécution (SEQ.OPEN tool) Observations de symétries (OADymPPaC) Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

20 Conception de traces

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3 exemples Document Information-Interaction-intelligence Ingénierie des connaissances collecte-objets-connaissances Exo- Mémoire Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

22 TRACE NUMERIQUE et COGNITION traces d'interactions humaines (SHS)
Sylvie Leleu-Merviel. Effets de la numérisation et de la mise en réseau sur le concept de document. Information-Interaction-intelligence, V4, N1, pp , 2004 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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TRACE NUMERIQUE et COGNITION (SHS) Sylvie Leleu-Merviel. Effets de la numérisation et de la mise en réseau sur le concept de document Document numérique décrit comme le résultat de processus agissant à 5 niveaux distincts. N0: Manifestation concrète + rapport codé à quelque chose d’absent = TRACE N1: Trace + (enregistrement + code d’inscription) = DONNEE N2: (Données + conversions) + (transmission + codes de modulation/compression) = SIGNAL N3: Signal + lecteur/lecture = SENS N4: Sens + légitimité = DOCUMENT Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

24 TRACE NUMERIQUE et COGNITION
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TRACE NUMERIQUE et COGNITION le modèle fait sens: des portions de discours peuvent être décrites comme des mécanismes. « Tout objet porteur de signes, sauvegardé comme trace pérenne et qui fait sens auprès d’au moins un lecteur qui l’a légitimé en tant que tel, est document’’ Quelques remarques sur cette approche: -Mind2 unique ou non: universalité du code non nécessaire (échange codé entre deux personnes) -Le document-trace se distingue des « traces » variées laissées inévitablement dans les environnements informatisés, qui créent cette impressions de ``tendance nouvelle de la société à conserver tout et n’importe quoi’’. « Tout » n’est pas document-trace. Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

26 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011
INGENIERIE des CONNAISSANCES Traces en Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) Alain Mille, Kris Lund. Traces, traces d’interactions, traces d’apprentissage: définitions, modèles informatiques, structurations, traitements et usages. In Jean-Charles Marty, Alain Mille, Analyse de traces et personnalisation des EIAH, pp 21-66, Lavoisier, 2009 Pierre-Antoine Champain, Y. Prié, A. Mille. Musette: Modeling USEs and Tasks for Tracing Experience. Document. Creating Cognitive Models from Activity Analysis: A Knowledge Engineering Approach to Car Driver Modeling, Olivier Georgeon, Matthias J.Henning, Thierry Bellet, Alain Mille, 2006 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

27 INGENIERIE des CONNAISSANCES
Fouille de données Analyse de traces, recherche d’informations (RI) Apprentissage en environnements médiés Cognition et sociologie Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Construction d’un monde virtuel (Lyon1/INRETS) 3/27/2017 Trace virtuelle TRACES Trace effective Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

30 INGENIERIE des CONNAISSANCES
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Exo-mémoires Relations sociales Environnement de travail Organisation domicile Ordinateur personnel Agendas Cahiers de notes … Memex: a device in which an individual can store all his books, music and other elements of communication, and mechanized so that it can be accessed very quickly in a flexible manner." Vanevar Bush: As we May Think. The Atlantic Monthly (1945) Michel Serre: « Today, when you wakeup and turn on your computer, you just install your head in front of you! » Michel Serres's conference recorded at Polytechnic School", December 1rst, 2005 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Exo-mémoire: exo-cerveau (tête augmentée) ? +16 Gb / year Fuller, M., Kelly, L., Jones, G.J.F.: Applying contextual memory cues for retrieval from personal information archives. In: PIM Proceedings of Personal Information Management, Workshop at CHI. (2008) Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Quelques particularités de l’exo-mémoire numérique traçable nbrx outils d’accès et de maj rapide persistente maléable Possibilités d’”auto”-analyses Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

34 Exo-Memoire vue comme trace
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35 3/27/2017 Conclusion Principe de relativité des traces il n’y a pas de notion intrinsèque de trace qui n’existe que s’il y a un « observateur » qui la définit comme telle Principe d’invariance des traces toutes disciplines concernées par le même objet « trace ». La numérisation ne change pas l’objet seulement les moyens utilisés. Déterminer des observables est un long et complexe processus construction de traces successives (différents niveaux d’abstraction, transformations et combinaisons) Peut-être cela peut aider à aborder certaines des questions posées Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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3/27/2017 Merci! Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011 José-Louis Deransart

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3/27/2017 Quelques références Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Biblio Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

39 TRACE NUMERIQUE et COGNITION traces d'interactions humaines (SHS)
Sylvie Leleu-Merviel. Effets de la numérisation et de la mise en réseau sur le concept de document. Information-Interaction-intelligence, V4, N1, pp , 2004 Bernard Stiegler, Désir et connaissance. Le mort saisi par le vif. Eléments pour une organologie de la libido. Revue d'intelligence artificielle: Numéro spécial Vol 19/1-2, Colloque ARCo'04, Compiègne, 2004 Dominique Vinck De l’objet intermédiaire à l’objet-frontière, Vers la prise en compte du travail d’équipement. Christian Brassac, Lardon, S., Le Ber, F., Mondada, L., Osty, P.-L. Analyse de l’émergence de connaissances au cours d’un processus collectif. Re-catégorisations, reformulations, stabilisations, Revue d’Anthropologie des Connaissances, Vol. 2, n°2, , 2008 Kris Lund, Dyke, G., Beigbeder, M., Girardot, J.-J. (2009). Identification de Phénomènes dans l'analyse d'interactions humaines : Les traces d'interactions humaines, un nouveau domaine d'application pour la Recherche d'Information, Proceedings of the Conference en Recherche d'Infomations et Applications. (CORIA), 2009 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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INGENIERIE des CONNAISSANCES Traces en Environnements Informatiques pour l'Apprentissage Humain (EIAH) Christophe Choquet, Iksal S. Modélisation et construction de traces d'utilisation d'une activité d'apprentissage : une approche langage pour la ré ingénierie d'un EIAH, In: Sciences et Technologies de l'Information et de la Communication pour l'Education et la Formation (STICEF) 2007 Alain Mille, Kris Lund. Traces, traces d’interactions, traces d’apprentissage: définitions, modèles informatiques, structurations, traitements et usages. In Jean-Charles Marty, Alain Mille, Analyse de traces et personnalisation des EIAH, pp 21-66, Lavoisier, 2009 Bruno Bachimont, R. Troncy, & A. Isaac. (2002). Semantic commitment for designing ontologies: a proposal. In Actes de la conférence « EKAW », Siquenza, Spain. Springer Verlag, 2002 Pierre-Antoine Champain, Y. Prié, A. Mille. Musette: Modeling USEs and Tasks for Tracing Experience. Dyke, G., Beigbeder, M., Lund, K., & Girardot, J.-J. (2009). Les Traces d'interactions humaines : un nouveau domaine d'application pour la RI. In Actes de la sixième conférence francophone en recherche d'information et applications, pages , 5-7 mai 2009, Hyères, France Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Le réseau numérique, à l'origine d'un nouveau modèle industriel Conférence de Bernard Stiegler Les nouvelles technologies : révolution culturelle et cognitive Conférence de Michel Serres etc… Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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[Palmer,Gibbons, Faloutsos2, Siganos 2001] Internet graph: 285k nodes, 430kedges. Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

43 Big “tecnological-Discretisation” steps:
3/27/2017 Big “tecnological-Discretisation” steps: Around neolithic + 2 mileniums (7000 BC) first attempts of written numeration systems Around 12 centuries BC: beginning of “gramatization” (fixing languages with alphabetic process and grammar definition). Allows languages expansion. Around 1450: Gutenberg. More than real “discovery”, new techniques for effective expansion. Around 1800: “discretization” of human activities (digitalization of human behavior: machine outil) Around 2000: numerical economy expansion Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

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Gordon Moore’s “law” 3/27/2017 Loi empirique. 3 versions selon wikipedia Celle exprimée en 1965 dans « Electronics Magazine » par Gordon Moore, ingénieur de Fairchild Semiconductor, un des trois fondateurs d'Intel: la complexité des semiconducteurs proposés en entrée de gamme double tous les ans à coût constant depuis 1959. Réévaluée en 1975: nombre de transistors des microprocesseurs sur une puce de silicium double tous les deux ans. Plus précisemment: entre 1971 et 2001, la densité des transistors a doublé chaque 1,96 année. Devenue une « folk’s law »: « quelque chose » double tous les dix-huit mois, cette chose étant « la puissance », « la capacité », « la vitesse » et bien d'autres variantes mais très rarement la densité des transistors sur une puce. Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

45 Les 3 supports de stockage de l’information (mémoires)
3/27/2017 Connaissances = stockage + calculs Génétiques Neuronaux Formes Les 3 supports de stockage de l’information (mémoires) Toute augmentation des capacités de stockage et toute transformation nécessite des calculs et de l’énergie Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

46 Tentative de généralisation: conception de trace
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47 5-Cerveau: lieu privilégié de fusions
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3-Fouille de données et interrogation de flots de données WEB sémantique, Modèles ECA Trafic ADSL brut à la recherche du sens… Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

49 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011
Analyse de flot de données vue comme analyse de traces d’origine inconnue Analyse de flux massifs (algorithmes probabilistes, Rabin 1980) Langage d’interrogation de flots de données (Arasu, 2002) Interactions entre observateur/observé et entre traces (modèles ECA et WEB sémantique, Alferes et al. 2004) Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

50 Grand Challenge 3: interpréter les traces (SI)
Utilisation d’algorithmes d’analyse de flots de données pour identifier les objets tracés (identification des observables) Langage d’interrogation de traces: filtrage efficace Tracer les manipulations de connaissances Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

51 4-Analyse du comportement humain
Approche des limites de l’automatisation Problème de confiance dans les données Formalisation des contextes (fusion de données), traces des contextes et du comportement humain Construction de scénarios à partir de traces Jusqu’où peut-on ou doit-on aller? Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

52 Confiance dans les données (accès à la connaissance)
3/27/2017 Confiance dans les données (accès à la connaissance) Base de connaissance = système de règles = calculs L’utilisation requiert plus que du calcul: exploration, repérages, raisonnement (sans stratégie prédéfinie) Exemple: problème de certification des sites internet (ex loi du 13 août 2004 sur la certification des sites internet dédiés à la santé (Haute Autorité à la Santé)) HON code (Health On the Net): ex Qualification des rédacteurs Justification des affirmations Séparation contenus éditoriaux et publicitaires Transparence du financement Confidentialité des données personnelles, traces de la visite … Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011

53 Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011
La mémoire Mécanismes liés à la mémorisation humaine: Axes (Chapoutier, 2006): Sensoriel Temporel (travail, épisodique / référence, durable) Abstrait (mémoire procédurale et mémoire implicite) Chaque mémoire a son mode de rappel (implicite, inconscient / explicite, conscient) Atelier IC1 - IC2011- Plateforme AFIA 2011