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SUMMARY:PhD defense : Quentin Brabant
DESCRIPTION:Quentin Brabant will defend his thesis on Tuesday\, January 29th at 2.30 pm in room A008. \nHis presentation is entitled « Lattice polynomial functions for interpolation and monotonic classification ». \n \nReviewers:\nSébastien Destercke\, chargé de recherche\, Université de Technologie de Compiègne\, CNRS\nAlexis Tsoukias\, directeur de recherche\, Université Paris Dauphine\, LAMSADE\, CNRS\nExaminers :\nHélène Fargier\, directrice de recherche\, Universié Paul Sabatier\, IRIT\, CNRS\nClaire Gardent\, directrice de recherche\, LORIA\, CNRS\nJean-Luc Marichal\, associate professor\, Université du Luxembourg\nInvited :\nDidier Dubois\, directeur de recherche\, Université Paul Sabatier\, IRIT\, CNRS\nHenri Prade\, directeur de recherche\, Université Paul Sabatier\, IRIT\, CNRS\nMichel Grabisch\, professeur des universités\, Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne\nPhD supervisor :\nMiguel Couceiro\, Université de Lorraine\, CNRS\, Inria\, LORIA \nAbstract:\nA Lattice Polynomial Function (LPF) over a lattice L is a map from L^n to L that can be defined by an expression involving variables\, constants and the lattice operators « infimum » and « supremum ». If L is a distributive lattice\, these maps include the so-called Sugeno integrals that are aggregation functions capable of merging ordinal values\, not necessarily numerical. They are widely used in the qualitative approach to Multiple Criteria Decision Aiding (MCDA)\, and they can be thought of as the ordinal counterparts of Choquet integrals. \nIn the first part of this thesis\, we tackle the task of interpolating a partial function by an LPF\, stated as follows : for a lattice L\, a finite subset D of L^n\, and a function f : D -> L\, return an LPF p : L^n -> L such that p(x) = f(x) for all x ∊ D (if such an LPF exists). We treat the cases where L is a finite lattice\, and then the cases where L is a bounded distributive lattice. In both cases\, we provide algorithms that solve this problem in polynomial time. \nIn the second part\, we consider generalizations of Sugeno integrals in the multi-attribute setting\, in particular\, the Sugeno Utility Functions (SUFs)\, that are able to merge values coming from different ordinal scales. We consider the their use in monotonic classification tasks. We present a model based on a set of SUFs and an algorithm for learning such model from data. We compare this model to the sets of monotonic decision rules learned by VC-DomLEM\, and study the number of SUFs that are required in order to model empirical data. \n  \nRésumé :\nUne Fonction Latticielle Polynômiale (FLP) sur un treillis L est une fonction de L^n vers L\, qui peut être exprimée à partir de variables\, de constantes et des opérateurs de treillis « inf » et « sup ». Dans les cas où L est distributif et borné\, les FLP incluent les intégrales de Sugeno. Celles-ci sont des fonctions d’agrégation qui permettent de fusionner des valeurs sur des échelles ordinales non numériques\, et qui sont utilisées notamment dans l’approche qualitative de l’Aide à la Décision Multi Critères en tant qu’alternatives ordinales aux intégrales de Choquet. \nDans une première partie\, nous traitons la tâche d’interpolation par des FLP\, c’est à dire : pour un treillis L\, un sous-ensemble fini D de L^n et une fonction f : D -> L\, retourner une FLP p : L^n -> L telle que p(x) = f(x) pour tout x ∊ D (si une telle FLP existe). Nous traitons successivement le cas où L est un treillis fini et le cas où L est une treillis distributif borné. Dans les deux cas\, nous donnons des algorithmes qui résolvent ce problème en temps polynomial. \nDans une seconde partie\, nous abordons les généralisations des intégrales de Sugeno appelées Fonctions d’Utilité de Sugeno (FUS)\, qui permettent la fusion de valeurs appartenant à des échelles ordinales différentes\, ainsi que leur application à la tâche de classification monotone. Nous introduisons un modèle composé de plusieurs FUS\, ainsi qu’un algorithme d’apprentissage d’un tel modèle. Nous comparons ce modèle aux ensembles de règles de décision appris par VC-DomLEM\, et étudions le nombre de FUS nécessaires afin de modéliser des données empiriques.
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SUMMARY:Soutenance de thèse : Rémi Nazin
DESCRIPTION:Rémi Nazin soutiendra sa thèse\, intitulée « Ergonomie théorique de l’humain-machine : Quels fondements épistémologiques pour une conception sûre ? »\, le mardi 15 janvier à 14h30 en salle A008. \nRésumé \nLa conception sûre et le développement maîtrisé des systèmes humain(s)-machines(s)s est un enjeu majeur pour l’ensemble de la société et\, spécialement\, dans les domaines critiques comme les domaines militaire\, aérospatial et médical qui sont amenés à évoluer conjointement\, grâce aux progrès réalisés par l’automatisation. Parallèlement\, les techniques disponibles pour assurer la mise en place de solutions répondant à ces besoins sont également en constante progression concernant leurs dimensions de puissance\, efficacité énergétique\, miniaturisation\, ce qui correspond à la notion de convergence Nanotechniques-Biotechniques-Informatique-Sciences Cognitives.\nTout cela rend nécessaire d’avoir une ergonomie théorique\, non pas au sens parfois entendu d’un détachement de la pratique mais au sens d’une ergonomie fondée sur un cadre conceptuel et formel permettant de rendre intelligibles les méthodologies et normes utilisées à travers des principes généraux.\nAinsi\, l’ergonomie théorique n’est pas une théorie de l’ergonomie mais une théorie de l’anthropotechnique\, qui cherche à développer une méthodologie et une épistémologie pragmatique\, propre à apporter les fondements conceptuels à ce qui existe aujourd’hui et à permettre le développement futur de l’ergonomie comme champ scientifique. Elle repose sur l’idée centrale qu’à la base de toute Interface Humain(s)- Machine(s) se produit une interaction particulière ; l’interaction sémiotique.\nCette interaction particulière\, propre aux être vivants\, est à la base de l’intégration entre l’individu et son environnement. C’est elle qui lui permet d’agir dans le monde en produisant de la signification à partir de la perception sensible. En envisageant l’humain comme un système biologique intégré\, au sens de Chauvet\, c’est à dire comme un système dont le comportement est le produit des couplages implicites à différents niveaux de structure\, il est possible de fonder un paradigme postcognitiviste en psychologie générale. Le propre de ce paradigme est qu’il permet d’envisager le comportement de l’individu à partir de sa biologie et de façon non réductionniste.\nÀ partir des travaux de Chauvet et de Fass\, il est possible d’établir une modélisation mathématique de ces phénomènes biologiques qui permette de formaliser les spécifications d’un système technique\, à partir des exigences liées aux facteurs humains. Grâce à ce cadre conceptuel\, il est possible d’analyser et de réformer certains outils précieux pour l’ergonome comme la critériologie de Bastien et Scapin dont nous proposons une généralisation à tous les systèmes techniques. Cette critériologie a pour fonction originelle de permettre qu’un système interactif réponde à un ensemble fondamental d’exigences liées aux facteurs humains. En la généralisant et en la formalisant\, il devient possible d’envisager une modélisation des paramètres fondamentaux de l’interaction sémiotique.\nCette approche aboutit dans une ontologie de conception\, qui a pour ambition d’être un cadre formel de modélisation de l’interaction humain(s)-machine(s). Nous en proposons une application à MIDAS\, outil de modélisation de la performance humaine\, développé par la NASA. Le propos de cette ontologie est de permettre la modélisation de l’interaction de façon simultanée à la modélisation du comportement de l’utilisateur ce qui permet de mettre en évidence quels sont les paramètres hamartogènes d’une hypothèse de conception.\nAinsi\, l’usage d’ontologies de conception ouvre la voie à la construction de modèles formels\, corrects par construction\, de l’interaction humain(s)-machine(s) et de ses conditions optimales de mise en place\, permettant ainsi une conception plus assurée des systèmes à dimension critique. \nDirecteurs :\n◖ Christian Bastien\, Professeur – Université de Lorraine\n◖ Didier Fass\, Professeur – ICN Business School \nMembres du jury :\n◖ Catherine Letondal\, Maître de Conférences – École nationale de l’aviation civile\n◖ Didier Bazalgette\, Responsable Scientifique SHS Direction Générale de l’Armement\n◖ Brian Gore\, Ph.D.\, Manager for the Human Factors Portfolio – National Aeronautics and Space Administration\n◖ Franck Gechter\, Maître de Conférences – Université Technologique de Belfort Montbéliard
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SUMMARY:PhD Defense : Maxime Compastié
DESCRIPTION:Maxime Compastié\, PhD student in Resist team will defend his thesis entitled « Software-defined security for distributed clouds » on Tuesday\, December 18th at 1:30 PM in Room B013. \nPhD Commitee:\n– Nora CUPPENS\, Full Professor\, IMT Atlantique – Reporter\n– Thierry GAYRAUD\, Full Professor\, Toulouse University – Reporter\n– Véronique LEGRAND\, Associate Professor\, Conservatoire National des Arts et Métiers – Examiner\n– Pierre-Etienne MOREAU\, Full Professor\, Lorraine University – Examiner\n– Olivier FESTOR\, Full Professor\, Lorraine University – Examiner / PhD Supervisor\n– Rémi BADONNEL\, Associate\, Lorraine University – Examiner / PhD Advisor\n– Ruan HE\, Chief Cloud Architect\, Tencent – Invited / Industrial Advisor\n– Sok-Yen LOUI\, Research Engineer\, Orange Labs – Invited / Industrial Advisor \nAbstract:\nIn this thesis\, we propose an approach for software-defined security in distributed clouds. More specifically\, we show to what extent this programmability can contribute to the protection of distributed cloud services\, through the generation of securized unikernel images. These ones are instanciated in the form of lightweight virtual machines\, whose attack surface is limited and whose security is driven by a security orchestrator. The contributions of this thesis are threefold. First\, we present a logical architecture supporting the programmability of security mechanims in a multi-cloud and multi-tenant context. It permits to align and parameterize these mechanisms for cloud services whose resources are spread over several providers and tenants. Second\, we introduce a method for generating securized unikernel images in an on-the-fly manner. This one permits to lead to specific and contrained resources\, that integrate security mechanisms as soon as the image generation phase. These ones may be built in a reactive or proactive manner\, in order to address elasticity requirements. Third\, we propose to extend the TOSCA orchestration language\, so that is is possible to generate automatically securised resources\, according to different security levels in phase with the orchestration. Finally\, we detail a prototyping and extensive series of experiments that are used to evaluate the benefits and limits of the proposed approach. \nKeywords: Security Management\, Programmability\, Distributed Cloud\, Orchestration\, Unikernel
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SUMMARY:PhD Defense : Oriane Dermy
DESCRIPTION:Oriane Dermy (Larsen) will defend her thesis on Monday\, December 17th at 1:30pm in room A008. \nHer presentation will be in French and is entitled « Prédiction du mouvement pour la robotique collaborative : du simple geste au mouvement corps entier ». \n \nRapporteurs : \nRachid Alami\, Directeur de recherche CNRS\, LAAS\nDaney David\, Chargé de recherche INRIA\, Bordeaux \n\nExaminateurs : \nCatherine Pelachaud\, Directeur de recherche\, CNRS\, Isir UPCM \n\nDirecteurs de thèse : \nSerena Ivaldi\, Chargée de recherche INRIA\, LORIA\nFrançois Charpillet\, Directeur de recherche INRIA\, LORIA \nRésumé :\nCette thèse se situe à l’intersection de l’apprentissage automatique et de la robotique humanoïde\, dans la thématique de l’interaction homme-robot\, et dans le domaine de la cobotique (robotique collaborative). Elle se focalise sur les interactions non verbales humain-robot\, en particulier sur l’interaction gestuelle. La prédiction de l’intention\, la compréhension et la reproduction de gestes sont donc des questions centrales de cette thèse.\nDans un premier temps\, il s’agit de faire apprendre au robot des gestes par démonstration : un utilisateur prend le robot par le bras et lui fait réaliser les gestes à apprendre et ce\, plusieurs fois. Le robot doit ensuite être capable de reproduire ces différents mouvements tout en les généralisant pour s’adapter au contexte. Pour cela\, à l’aide de ses capteurs proprioceptifs\, il interprète les signaux perçus pour comprendre le mouvement que lui fait réaliser l’utilisateur\, afin d’en générer des similaires par la suite.Dans un second temps\, le robot apprend à reconnaître l’intention de l’humain avec lequel il interagit et cela\, à partir des gestes que ce dernier initie : il s’agit ensuite pour le robot de produire les gestes adaptés à la situation et correspondant aux attentes de l’utilisateur. Cela nécessite que le robot comprenne la gestuelle de l’utilisateur. Pour cela\, différentes modalités perceptives ont été explorées. À l’aide de capteurs proprioceptifs\, le robot ressent les gestes de l’utilisateur au travers de son propre corps : il s’agit alors d’interaction physique humain-robot.À l’aide de capteurs visuels\, le robot interprète le mouvement de la tête de l’utilisateur. Enfin\, à l’aide de capteurs externes\, le robot reconnaît et prédit le mouvement corps entier de l’utilisateur. Dans ce dernier cas\, l’utilisateur porte lui-même des capteurs (vêtement X-Sens) qui transmettent sa posture au robot. De plus\, le couplage de ces modalités a été étudié. D’un point de vue méthodologique\, nous venons de voir que les questions d’apprentissage et dereconnaissance de séries temporelles (les gestes) ont été centrales dans cette thèse. Pour cela\, deux approches ont été développées. La première est fondée sur la modélisation statistique de primitives de mouvements (correspondant aux gestes) : les ProMPs. La seconde\, ajoute à la première du Deep Learning\, par l’utilisation d’auto-encodeurs\, afin de modéliser des gestes corps entier contenant beaucoup d’informations\, tout en permettant une prédiction en temps réel mou. Lors de cette thèse\, différents enjeux ont notamment été pris en compte pour la création et le développement de nos méthodes. Ces enjeux concernent : la prédiction des durées des trajectoires\, la réduction de la charge cognitive et motrice imposée à l’utilisateur\, le besoin de rapidité (temps réel mou) et de précision dans les prédictions.
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SUMMARY:PhD Defense : Daishi Kondo
DESCRIPTION:Daishi Kondo will defend his thesis on Monday\, December 17th at 10.30am in room C005. \nHis presentation is entitled « Preventing information leakage in NDN with name and flow filters ».  \nThe jury members are:\n\nReporter:\nMiki Yamamoto\, Professor at Kansai University\nToru Hasegawa\, Professor at Osaka University\n\nExaminer:\nGiovanna Carofiglio\, Distinguished Engineer / Senior Director at Cisco Systems\nHouda Labiod\, Professor at Telecom ParisTech\nIsabelle Chrisment\, Professor at University of Lorraine\nSylvain Contassot-Vivier\, Professor at University of Lorraine\n\nInvited:\nHideki Tode\, Professor at Osaka Prefecture University\nTohru Asami\, CEO at ATR\n\nSupervisor:\nOlivier Perrin\, Professor at University of Lorraine\nThomas Silverston\, Associate Professor at Shibaura Institute of Technology\n\nAbstract:\n\nIn recent years\, Named Data Networking (NDN) has emerged as one of the most promising future networking architectures. To be adopted at Internet scale\, NDN needs to resolve the inherent issues of the current Internet. Since information leakage from an enterprise is one of the big issues even in the Internet and it is very crucial to assess the risk before replacing the Internet with NDN completely\, this thesis investigates whether a new security threat causing the information leakage can happen in NDN. Assuming that (i) a computer is located in the enterprise network that is based on an NDN architecture\, (ii) the computer has been already compromised by suspicious media such as a malicious email\, and (iii) the company installs a firewall connected to the NDN-based future Internet\, this thesis focuses on a situation that the compromised computer (i.e.\, malware) attempts to send leaked data to the outside attacker.\n\nNDN is basically a « pull »-based architecture and there are only two kinds of packets: Interest and Data\, which are a request and a response packet\, respectively. In order to retrieve content\, a consumer first sends the Interest to NDN network and then obtains the corresponding Data from the producer or the intermediate NDN node. In other words\, they cannot send a Data unless they receive the Interest packet. Therefore\, as one of the naive methods to mitigate information leakage through a Data\, an enterprise network firewall can carefully inspect a Data to publish\, and produce it instead of the inside employee in the network (i.e.\, a whitelist). In this case\, all the publicly-accessible content is on the firewall.\n\nHowever\, the firewall cannot manage a naming policy on the outside content and NDN forwarding nodes do not verify whether the name really exists. That causes a risk of information leakage through an Interest by malware’s hiding information such as customer information in the Interest name and sending it toward the outside attacker. The malware can pretend to access outside content\, so that it is quite difficult for the firewall to detect the information leakage attack. This thesis argues that the information leakage attack through an Interest in NDN should be one of the essential security attacks at protocol level and it is important to develop the detection method of this attack.\n\nThe contributions of this thesis are fivefold. Firstly\, this thesis proposes an information leakage attack through a Data and through an Interest in NDN. This thesis investigates the one through an Interest deeply\, and\, as a more advanced attack for the attacker to hide the malicious activity\, this thesis proposes a steganography-embedded Interest name to perform information leakage efficiently. To the best of author’s knowledge\, this is the first research about the information leakage attack in NDN.\n\nSecondly\, in order to address the information leakage attack\, this thesis proposes an NDN firewall which monitors and processes the NDN traffic coming from the consumers with the whitelist and blacklist. To design the firewall\, this thesis focuses on two requirements: (i) designing an NDN firewall independent from NDN Forwarding Daemon (NFD)\, which deicides how to forward an Interest\, and (ii) performing a fast lookup of the names or name prefixes in the whitelist and blacklist. By utilizing a cuckoo filter\, which is a probabilistic filter\, the proposed NDN firewall provides Interest packet filtering based on the names or name prefixes in the lists that can be updated on the fly. While satisfying the requirements and providing the functions\, the firewall implementation achieves high performance. Specifically\, the throughput degradation with the firewall is only from 0.912% to 2.34%\, which will be acceptable in an enterprise network.\n\nThirdly\, this thesis proposes an NDN name filter to classify a name in the Interest as legitimate or anomalous. Since NDN has not been deployed at large scale\, a dataset about NDN traffic does not exist. Assuming that it is highly possible for the future NDN naming policy to become the one naturally evolved from the current Uniform Resource Locator (URL) naming policy\, this thesis utilizes content names based on URLs collected by a web crawler. By using search engine information and applying the name dataset to an isolation forest\, this thesis builds NDN name filters. This thesis evaluates the performances of the name filters and shows that the proposed name filters can choke drastically the information leakage throughput per Interest and malware has to send 137 times more Interest packets to leak information than without using the filters.\n\nThe name filter can\, indeed\, reduce the throughput per Interest\, but to ameliorate the speed of this attack\, malware can send numerous Interests within a short period of time. Moreover\, the malware can even exploit an Interest with an explicit payload in the name (like HTTP POST message in the Internet)\, which is out of scope in the proposed name filter and can increase the information leakage throughput by adopting a longer payload. That is the limitation of the name filter. To take traffic flow to the NDN firewall from the consumer into account\, fourthly\, this thesis proposes an NDN flow monitored at an NDN firewall. At first\, this thesis introduces the concept of NDN flow and specifies it strictly\, which has not yet been standardized in NDN research. Then\, this thesis proposes a method to generate an NDN flow dataset analogically derived from the HTTP flow dataset in the current Internet because there is no dataset about NDN traffic.\n\nFifthly\, in order to deal with the drawbacks of the NDN name filter\, this thesis proposes an NDN flow filter to classify a flow as legitimate or not. Based on the generated NDN flow dataset\, this thesis builds an NDN flow filter against the information leakage attack. By applying the obtained dataset to a Support Vector Machine (SVM)\, this thesis builds an NDN flow filter against the information leakage attack\, and the performance evaluation shows that the information leakage throughput choked by the flow filter is from 1.87·10−4 to 8.08·10−3 times that of only by the name filter\, and the throughput choked by the name and flow filter under banning Interests with an explicit payload in the name reaches at most 1.72 Kbps. Thus\, the flow filter complements the name filter and greatly chokes the information leakage throughput.
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SUMMARY:PhD defense : Konstantinos Chatzilygeroudis
DESCRIPTION:Konstantinos Chatzilygeroudis will defend his thesis on Friday\, December 14th at 10am in room A008. \nHis presentation is entitled « Micro-Data Reinforcement Learning for Adaptive Robots ». \n \nThe jury members are: \n\nPierre-Yves OUDEYER\, Directeur de recherche\, Inria Bordeaux Sud-Ouest\, France\nYiannis DEMIRIS\, Professor\, Imperial College London\, UK\nVerena V. HAFNER\, Professor\, Humboldt-Universität zu Berlin\, Germany\nAlain DUTECH\, Chargé de recherche\, Inria\, CNRS\, Université de Lorraine\, France\nAude BILLARD\, Professor\, EPFL\, Switzerland\n\nSupervisor: \n\nJean-Baptiste MOURET\, Directeur de recherche\, Inria\, CNRS\, Université de Lorraine\, France\n\nAbstract: \nRobots have to face the real world\, in which trying something might take seconds\, hours\, or even days. Unfortunately\, the current state-of-the-art reinforcement learning algorithms (e.g.\, deep reinforcement learning) require big interaction times to find effective policies. In this thesis\, we explored approaches that tackle the challenge of learning by trial-and-error in a few minutes on physical robots. We call this challenge “micro-data reinforcement learning”. \nIn our first contribution\, we introduced a novel learning algorithm called “Reset-free Trial-and-Error” that allows complex robots to quickly recover from unknown circumstances (e.g.\, damages or different terrain) while completing their tasks and taking the environment into account; in particular\, a physical damaged hexapod robot recovered most of its locomotion abilities in an environment with obstacles\, and without any human intervention. \nIn our second contribution\, we introduced a novel model-based reinforcement learning algorithm\, called Black-DROPS that: (1) does not impose any constraint on the reward function or the policy (they are treated as black-boxes)\, (2) is as data-efficient as the state-of-the-art algorithm for data-efficient RL in robotics\, and (3) is as fast (or faster) than analytical approaches when several cores are available. We additionally proposed Multi-DEX\, a model-based policy search approach\, that takes inspiration from novelty-based ideas and effectively solved several sparse reward scenarios. \nIn our third contribution\, we introduced a new model learning procedure in Black-DROPS (we call it GP-MI) that leverages parameterized black-box priors to scale up to high-dimensional systems; for instance\, it found high-performing walking policies for a physical damaged hexapod robot (48D state and 18D action space) in less than 1 minute of interaction time. \nFinally\, in the last part of the thesis\, we explored a few ideas on how to incorporate safety constraints\, robustness and leverage multiple priors in Bayesian optimization in order to tackle the micro-data reinforcement learning challenge. \nThroughout this thesis\, our goal was to design algorithms that work on physical robots\, and not only in simulation. Consequently\, all the proposed approaches have been evaluated on at least one physical robot. Overall\, this thesis aimed at providing methods and algorithms that will allow physical robots to be more autonomous and be able to learn in a handful of trials.
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SUMMARY:HDR : Bernadetta Addis
DESCRIPTION:Bernadetta Addis will defend her « Habilitation à diriger des recherches » on Wednesday\, December 12th at 10 am in room A008\, with a presentation entitled « A journey through optimization:from global to discrete optimization and back ». \n \nJury/Commitee : \nPr. Jean-Charles BILLAUT (Université de Tours)\nPr. Bernard FORTZ (Université Libre de Bruxelles) – reviewer\nPr. Martine LABBÉ (Université Libre de Bruxelles)\nPr. Ammar OULAMARA (Université de Lorraine)\nPr. Laura PALAGI (Sapienza Università di Roma) – reviewer\nPr. Alain QUILLIOT (Université Clermont Auvergne) – reviewer \nSummary:\nMy contributions (and also my research project) are divided along two axes: one dedicated to global optimization and the other to discrete optimization problems resulting from ICT  (Information and Communication Technology) applications.\nThe common elements between these two axes are represented by: the design of mathematical programming models to solve applied problems (green-networking\, placement and routing of virtualized network functions\, optimal design of spatial trajectories\, gas separation processes by membranes\, etc.)\, the analysis of underlying mathematical structures and their use in the design of effective optimization algorithms (heuristic and exact) for large scale problems.
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SUMMARY:PhD Defense : Pierre Kimmel
DESCRIPTION:Pierre Kimmel (Types team) will defend his thesis on Thursday\, December 6th at 10am in room B013. \nHis presentation is entitled « Modal extensions of resource logics : expressiveness and calculi ». \n \nThe jury members are  : \n\nNicolas Olivetti\, Professeur Université Aix-Marseille\, LSIS\, Marseille\nSerenella Cerrito\, Professeur Université Evry Val d’Essonne\, IBISC\, Evry\nDavid Pym\, Professeur University College London\, Londres\nHans van Ditmarsch\, Directeur de recherche CNRS\, LORIA\, Nancy\nDidier Galmiche\, Professeur Université de Lorraine\, LORIA\, Nancy\nDominique Larchey-Wendling\, Chargé de recherche CNRS\, LORIA\, Nancy\n\nAbstract : \nThe design of new logical formalisms is at the heart of several problems in formal methods. Those formalisms must respond to requirements both concerning modelling (they must be able to describe certain systems) and computing (they must provide complete and sound calculus methods). In this context\, we look at resource logics\, and in particular BI and BBI logics\, that deal with the separation and sharing of resources and have led to several separation logics whose applications to software verification have been widely developped recently.\n\nWe propose in this thesis\, starting from BI and BBI logics\, to study some modal and epistemic separation logics by focusing on their modelling capacities and their expresiveness\, as well as on the new proof calculi for those logics.\nA first study deals with the modelling of dynamic resource properties through new logic LTBI\, which is a temporal separation logic\, based on BI logic and temporal modalities. This logic notably offers interesting perspectives intemporal branching modelling\, allowing for instance to characterize multi-thread processes.\nA complementary study concerns the modelling of access by agents to properties under the conditions of\nposessing some resources\, through a new logic ERL\, which is an epistemic separation logic\, based on BBI logic and epistemic modalities. This logic allows many modellings of access control systems.\nIn order to extend the expressivity of such separation logics\, like BBI logic and its variants\, a study on the\ninternalization of resources symbols in the logic’s syntax has been developed through the new logics HRL and\nHBBI (hybrid version of BBI). Internalization allows both the extension of the expressivity of logics and the\naxiomatisation of BBI logic and some of its variants.\nIn addition to the conception of those logics\, the study of their semantics and their modelling capacities\, a part\nof this thesis is dedicated to the definition of proof calculi\, here tableaux calculi\, for those new logics\, as well as\ntheir proofs of soundness and completeness.
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SUMMARY:PhD Defense : Yacine Abboud
DESCRIPTION:Yacine Abboud (Kiwi) will defend his thesis on Wednesday\, November 28th in room A008 at 10.30 am. \nHis thesis is entitled « Pattern mining: between accessibility and robustness« . \n \nDissertation committee:\n——————————— \nReviewers:\n– Sandra BRINGAY : Full Professor\, University of Montpellier 3\n– Omar BOUCELMA : Full Professor\, University of Aix-Marseille \nExaminers: \n– Vincent GUIGUE: Associate Professor\, UPMC – LIP6\n– François CHAROY : Full Professor\, University of Lorraine \n\nThesis supervisors:\n– Anne BOYER : Full Professor\, University of Lorraine\n– Armelle BRUN : Associate Professor\, University of Lorraine \nAbstract \n———— \nInformation now occupies a central place in our daily lives\, it is both ubiquitous and easy to access. Yet extracting information from data is often an inaccessible process. Indeed\, even though data mining methods are now accessible to all\, the results of these mining are often complex to obtain and exploit for the user. Pattern mining combined with the use of constraints is a very promising direction of the literature to both improve the efficiency of the mining and make its results more apprehensible to the user. However\, the combination of constraints desired by the user is often problematic because it does not always fit with the characteristics of the searched data such as noise. In this thesis\, we propose two new constraints and an algorithm to overcome this issue. The robustness constraint allows to mine noisy data while preserving the added value of the contiguity constraint. The extended closedness constraint improves the apprehensibility of the set of extracted patterns while being more noise-resistant than the conventional closedness constraint. The C3Ro algorithm is a generic sequential pattern mining algorithm that integrates many constraints\, including the two new constraints that we have introduced\, to provide the user the most efficient mining possible while reducing the size of the set of extracted patterns. C3Ro competes with the best pattern mining algorithms in the literature in terms of execution time while consuming significantly less memory. C3Ro has been experienced in extracting competencies from web-based job postings. \nKeywords: data mining\, pattern mining\, closed contiguous sequential pattern mining\, constraints\, noise-resistant
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SUMMARY:PhD Defense : Amaury L'Huillier
DESCRIPTION:Amaury L’huillier (Kiwi) will defend his thesis on Tuesday\, November 20th at 1.45pm in room C005. \nHis thesis is entitled « Modeling diversity over time to understand user context in recommender systems ». \n \nComposition du jury : \nRapporteurs:– Max Chevalier : Professeur\, Université Paul Sabatier– Catherine Berrut : Professeur\, Université Grenoble AlpesExaminateurs: \n– Miguel Couceiro : Professeur\, Université de Lorraine– Francis Rousseaux : Professeur\, Université de Reims Champagne-Ardenne\nDirecteurs de thèse :– Anne Boyer : Professeur\, Université de Lorraine– Sylvain Castagnos : Maître de conférences\, Université de Lorraine\n\n\nModéliser la diversité au cours du temps pour comprendre le contexte de l’utilisateur dans les systèmes de recommandation.\n\n\nRÉSUMÉ—————\n\nLes systèmes de recommandation se sont imposés comme étant des outils indispensables face à une quantité de données qui ne cesse chaque jour de croître depuis l’avènement d’Internet. Leur objectif est de proposer aux utilisateurs des items susceptibles de les intéresser sans que ces derniers n’aient besoin d’agir pour les obtenir. Après s’être majoritairement focalisés sur la précision de la prédiction d’intérêt\, ces systèmes ont évolué pour prendre en compte d’autres critères dans leur processus de recommandation\, tels que les facteurs humains inhérents à la prise de décision\, afin d’améliorer la qualité et l’utilité des recommandations. Cependant\, la prise en compte de certains facteurs humains tels que la diversité et le contexte demeure critiquable. Alors que le contexte des utilisateurs est inféré sur la base d’informations collectées à l’insu de leur vie privée\, la prise en compte de la diversité est quant à elle réduite à une dimension qu’un système se doit de maximiser. Or\, certains travaux récents démontrent que la diversité correspond à un besoin évoluant dynamiquement au cours du temps\, et dont la proportion à insuffler dans les recommandations est dépendante de la tâche effectuée (i.e du contexte). Partant du postulat inverse selon lequel l’analyse de l’évolution de la diversité au cours du temps permet de définir le contexte de l’utilisateur\, nous proposons dans ce manuscrit une nouvelle approche de modélisation contextuelle basée sur la diversité. En effet\, nous soutenons qu’une variation de diversité remarquable peut être la conséquence d’un changement de contexte et qu’il faut alors adapter la stratégie de recommandation en conséquence. Nous présentons la première approche de la littérature permettant de modéliser en temps réel l’évolution de la diversité\, ainsi qu’une nouvelle famille de contextes dits implicites n’exploitant aucune donnée sensible. La possibilité de remplacer les contextes traditionnels (explicites) par les contextes implicites est confirmée de plusieurs manières. Premièrement\, nous démontrons sur deux corpus issus d’applications réelles qu’il existe un fort recouvrement entre les changements de contextes explicites et les changements de contextes implicites. Deuxièmement\, une étude utilisateur impliquant de nombreux participants nous permet de démontrer l’existence de liens entre les contextes explicites et les caractéristiques des items consultés dans ces derniers. Fort de ces constats et du potentiel offert par nos modèles\, nous présentons également plusieurs approches de recommandation et de prise en compte des besoins des utilisateurs.\n\nMots-clés: Systèmes de recommandation\, diversité\, contexte\, vie privée\n\n\n\n\nAbstract\n————\n\nRecommender Systems (RS) have become essential tools to deal with an endless increasing amount of data available on the Internet. Their goal is to provide items that may interest users before they have to find them by themselves. After being exclusively focused on the precision of users’ interests prediction task\, RS had to evolve by taking into account other criteria like human factors involved in the decision-making process while computing recommendations\, so as to improve their quality and usefulness of recommendations. Nevertheless\, the way some human factors\, such as context and diversity needs\, are managed remains open to criticism. While context-aware recommendations relies on exploiting data that are collected without any consideration for users’ privacy\, diversity has been coming down to a dimension which has to be maximized. However recent studies demonstrate that diversity corresponds to a need which evolves dynamically over time. In addition\, the optimal amount of diversity to provide in the recommendations depends on the on-going task of users (i.e their contexts). Thereby\, we argue that analyzing the evolution of diversity over time would be a promising way to define a user’s context\, under the condition that context is now defined by item attributes. Indeed\, we support the idea that a sudden variation of diversity can reflect a change of user’s context which requires to adapt the recommendation strategy. We present in this manuscript the first approach to model the evolution of diversity over time and a new kind of context\, called “implicit contexts”\, that are respectful of privacy (in opposition to explicit contexts). We confirm the benefits of implicit contexts compared to explicit contexts from several points of view. As a first step\, using two large music streaming datasets we demonstrate that explicit and implicit context changes are highly correlated. As a second step\, a user study involving many participants allowed us to demonstrate the links between the explicit contexts and the characteristics of the items consulted in the meantime. Based on these observations and the advantages offered by our models\, we also present several approaches to provide privacy-preserving context-aware recommendations and to take into account user’s needs.\n\nKeywords: Recommender Systems\, diversity\, context\, privacy
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SUMMARY:PhD Defense : Gabin Personeni
DESCRIPTION:Gabin Personeni (Orpailleur) will defend his thesis on Friday\, November 9th at 2pm in room A008. \nHis thesis is entitled « Contribution of domain ontologies for knowledge discovery in biomedical data ». \n \nThe jury will be composed of the following 8 members :\n\nRapporteurs\n-Olivier Dameron\, Maître de Conférences à l’Université de Rennes 1\n-Céline Rouveirol\, Professeur à l’Université Paris 13\nExaminateurs\n-Jérôme Azé\, Professeur à l’Université de Montpellier\n-Anne Boyer\, Professeur à l’Université de Lorraine\n-Adrien Coulet\, Maître de Conférences à l’Université de Lorraine\n-Marie-Dominique\, Chargée de Recherches\, CNRS\nInvités\n-Michel Dumontier\, Distinguished Professor\, Maastricht University\n-Malika Smaïl-Tabbone\,  Maître de Conférences à l’Université de Lorraine\n\n\n\n\nAbstract\n\n\n   The semantic Web proposes standards and tools to formalize and share knowledge on the Web\, in the form of ontologies. Biomedical ontologies and associated data represents a vast collection of complex\, heterogeneous and linked knowledge. The analysis of such knowledge presents great opportunities in healthcare\, for instance in pharmacovigilance. This thesis explores several ways to make use of this biomedical knowledge in the data mining step of a knowledge discovery process. In particular\, we propose three methods in which several ontologies cooperate to improve data mining results.\n A first contribution of this thesis describes a method based on pattern structures\, an extension of formal concept analysis\, to extract associations between adverse drug events from patient data. In this context\, a phenotype ontology and a drug ontology cooperate to allow a semantic comparison of these complex adverse events\, and leading to the discovery of associations between such events at varying degrees of generalization\, for instance\, at the drug or drug class level.\nA second contribution uses a numeric method based on semantic similarity measures to classify different types of genetic intellectual disabilities\, characterized by both their phenotypes and the functions of their linked genes. We study two different similarity measures\, applied with different combinations of phenotypic and gene function ontologies. In particular\, we investigate the influence of each domain of knowledge represented in each ontology on the classification process\, and how they can cooperate to improve that process.\nFinally\, a third contribution uses the data component of the semantic Web\, the Linked Open Data (LOD)\, together with linked ontologies\, to characterize genes responsible for intellectual deficiencies. We use Inductive Logic Programming\, a suitable method to mine relational data such as LOD while exploiting domain knowledge from ontologies by using reasoning mechanisms. Here\, ILP allows to extract from LOD and ontologies a descriptive and predictive model of genes responsible for intellectual disabilities.\nThese contributions illustrates the possibility of having several ontologies cooperate to improve various data mining processes.
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SUMMARY:PhD Defense : Hayat Nasser
DESCRIPTION:Hayat Nasser will defend her thesis on Tuesday\, October 30th at 2pm in room C005. \nHer presentation is entitled « Tools for the analysis of noisy discrete curves ». \n \nDissertation committee:\n\n\n\n\n\nIsabelle DEBLED-RENNESSON\n\nProfesseure des Universités\n\nUniversité de Lorraine\n\nDirectrice de thèse\n\n\nFabien FESCHET\n\nProfesseur des Universités\n\nUniversité Clermont Auvergne\n\nRapporteur\n\n\nEric ANDRES\n\nProfesseur des Universités\n\nUniversité de Poitiers\n\nRapporteur\n\n\nYukiko KENMOCHI\n\nChargée de Recherche\n\nUniversité Paris-Est\n\nExaminatrice\n\n\nLaurent WENDLING\n\nProfesseur des Universités\n\nUniversité Paris Descartes (Paris V)\n\nExaminateur\n\n\nSalvatore-Antoine TABBONE\n\nProfesseur des Universités\n\nUniversité de Lorraine\n\nExaminateur\n\n\nPhuc NGO\n\nMaître de Conférences\n\nUniversité de Lorraine\n\nExaminatrice\n\n\n\n\nAbstract:\n\n\n\n\nIn this thesis\, we are interested in the study of noisy discrete curves that correspond to the contours of objects in images. We have proposed several tools to analyze them. The dominant points (points whose curvature estimation is locally maximal) play a very important role in pattern recognition and we have developed a non-heuristic\, fast and reliable method to detect them in a discrete curve. This method is an improvement of an existing method introduced by Nguyen et al.. The new method consists in calculating a measure of angle. We have also proposed two approaches for polygonal simplification: an automatic method minimizing\, and another fixing the vertex number of the resulting polygon.\n\nThen we proposed a new geometric tool\, called adaptive tangential cover ATC\, based on the detection of meaningful thickness introduced by Kerautret et al.. These thicknesses are calculated at each point of the contours allow to locally estimate the noise level. In this context our construction algorithm of adaptive tangential cover takes into account the different levels of noise present in the curve to be studied and does not require a parameter.\n\nTwo applications of ATC in image analysis are proposed: on the one hand the decomposition of the contours of a shape in an image into arcs and right segments and on the other hand\, within the framework of a project with an Indian university about the sign language and recognition of hand gestures. Firstly\, the method to decompose discrete curves into arcs and straight segments is based on two tools: dominant point detection using adaptive tangential cover and tangent space representation of the polygon issued from detected dominant points. The experiments demonstrate the robustness of the method w.r.t. noise. Secondly\, from the outlines of the hands extracted from images taken by a Kinect\, we propose several descriptors from the selected dominant points computed from the adaptive tangential cover. The proposed descriptors\, which are a combination of statistical descriptors and topological descriptors\, are effective and suitable for gesture recognition. \n\n\n\nKeywords: Discret geometry\, dominant points\, tangential cover\, polygonal simplification\, image processing
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SUMMARY:PhD Defense : Baldwin Dumortier
DESCRIPTION:Baldwin Dumortier (Multispeech) will defend his thesis on Tuesday\, September 25th at 1.15pm in room C005. \nHis thesis is entitled « Acoustic control of wind farms ». \n \n« Contrôle acoustique d’un parc éolien » \nRapporteurs :\nChristophe Gonzales\, Professeur\, Université Pierre et Marie Curie\, Paris.\nPatrick Danès\, Professeur\, Université Paul Sabatier\, Toulouse.\n\nExaminateurs :\nMathieu Lagrange\, Chargé de recherche CNRS\, Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes\, Nantes.\nMarianne Clausel\, Professeur\, Université de Lorraine\, IECL\, Nancy.\n\nDirecteurs de thèse :\nEmmanuel Vincent\, Directeur de Recherche Inria\, LORIA\, Nancy.\nMadalina Deaconu\, Chargée de Recherche Inria\, IECL\, Nancy.\n\n\nActuellement\, la construction d’un parc éolien nécessite une étude acoustique qui doit assurer la tranquillité des habitants aux alentours et la conformité au regard de la réglementation en vigueur. Pour ce faire\, des mesures acoustiques sont réalisées sur une période d’environ deux semaines. Durant ces mesures\, des cycles de marche et d’arrêt des machines sont réalisés afin de mesurer la différence de niveau sonore entre le bruit ambiant (éoliennes en fonctionnement) et le bruit résiduel (éoliennes à l’arrêt). Un plan de bridage des machines est alors calculé et fourni à l’exploitant afin de l’implémenter dans le système de contrôle local des éoliennes (SCADA).\nActuellement\, ce plan dépend grossièrement des conditions météorologiques et des périodes de la journée\, supposées corrélées aux conditions acoustiques. En pratique\, cette manière de procéder engendre fréquemment des dépassements du critère réglementaire et/ou des pertes de production électrique. Ceci est dû aux conditions acoustiques qui évoluent sans cesse\, à la fois pour le bruit particulier (bruit des éoliennes seules) qui dépend finement des conditions météorologiques\, et\npour le bruit résiduel qui dépend de toutes les autres sources de l’environnement et qui est fondamentalement de nature stochastique.\nLa thèse vise à proposer un algorithme de contrôle du parc éolien en temps réel basé sur un nouveau paradigme de contrôle. On y étudie la possibilité de contrôler un parc éolien à partir d’un système en boite noire d’estimation temps-réel du niveau résiduel et du niveau particulier par séparation de sources. Dans le manuscrit\, on définit tout d’abord une formulation du problème dans le cadre du contrôle en identifiant les problématiques propres à ce sujet\, une définition des variables du problème et en se rattachant à l’état de l’art du contrôle. Ensuite\, on propose deux solutions complètes de contrôle et une évaluation expérimentale. La première est une solution déterministe\, qui s’appuie sur un algorithme d’optimisation combinatoire sous contrainte\, et qui s’inspire du contrôle actuel des parcs éoliens tout en tenant compte de l’estimation par séparation de sources\, alors supposée exacte. On y propose en outre une étude de la capacité du système\ndéterministe à satisfaire le critère réglementaire français qui est aujourd’hui calculé à l’aide de médianes temporelles des variables acoustiques. La seconde est une solution stochastique\, qui est basée sur une représentation d’état des variables acoustiques et des incertitudes gaussiennes. Elle inclut un filtrage de Kalman non-linéaire\, afin de fusionner l’incertitude sur le modèle acoustique et l’incertitude de séparation de sources\, un algorithme espérance-maximisation afin de ré-estimer les incertitudes du problème qui varient d’un parc à un autre\, et une adaptation robuste de l’algorithme combinatoire afin de prendre en compte les incertitudes estimées.\n\n\n\n(EN)\nCurrently\, acoustic studies are required to set wind farms up. They must ensure the tranquility of the inhabitants around the farms in accordance with current regulations. For this purpose\, acoustic measurements are made during a couple of weeks. When measuring\, the wind turbines are periodically stopped in order to evaluate the difference between ambient noise levels (with the turbines on) and residual noise levels (with the turbines off). A curtailment plan is then computed and sent to the wind farm owner in order to set it up in the local turbine control system (SCADA). Currently\, the curtailment plan roughly depends on the weather conditions and the time of the day which are allegedly correlated to the acoustic variables. In practice\, it frequently leads to violations of the acoustic constraints or electrical power loss. This is because\nthe acoustic conditions constantly and strongly evolve over time : the wind turbine noise level finely depends on the weather conditions and the residual noise level depends on all the other acoustic sources and has therefore a stochastic nature. The goal of the thesis is to design a principled real-time control algorithm for wind farms.\nTo do so\, we investigate the use of a black-box source separation system that estimates the residual noise level and the wind turbine noise level. We first provide a theoretical formulation of the problem by accounting for specific practical issues\, by defining the variables of the problem and by binding these issues to the state of the art. Then\, we propose two complete control solutions and run an experimental evaluation. The first solution is a deterministic algorithm based on a constrained combinatorial optimization algorithm\, which is inspired by the current approach for controlling wind farms while exploiting the source separation system. Moreover\, we present a study of its ability to fulfill the French acoustic constraints that are computed as temporal medians of the acoustic variables. The second solution is stochastic and based on a state-space model defined by means of Gaussian uncertainties. It features a nonlinear Kalman filter in order to fuse the uncertainties of the model and of the source separation system\, an Expectation-Maximization algorithm that computes the uncertainties for a specific farm\, and a robust variant of the deterministic algorithm that takes the estimated uncertainties into account when computing the optimal command.
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SUMMARY:PhD Defense : Simon Abelard
DESCRIPTION:Simon Abelard will defend his thesis on Friday\, September 7th at 2.30pm in room C005. \nHis presentation is entitled « Point-counting on hyperelliptic curves defined over finite fields of large characteristic: algorithms and complexities« . \nReferees:\nChristophe Ritzenthaler\, Professor\, Université Rennes 1\nFréderik Vercauteren\, Associate Professor\, KU Leuven \nExaminers:\nMagali Bardet\, Associate Professor\, Université de Rouen\nElisa Gorla\, Professor\, Université de Neuchatel\nGuillaume Hanrot\, Professor\, ÉNS Lyon \nAdvisors:\nPierrick Gaudry\, Senior Research Scientist CNRS\, Nancy\nPierre-Jean Spaenlehauer\, Research Scientist Inria\, Nancy \nAbstract:\nCounting points on algebraic curves has drawn a lot of attention due to its many applications from number theory and arithmetic geometry to cryptography and coding theory. In this thesis\, we focus on counting points on hyperelliptic curves over finite fields of large characteristic p. In this setting\, the most suitable algorithms are currently those of Schoof and Pila\, because their complexities are polynomial in log p. However\, their dependency in the genus g of the curve is exponential\, and this is already painful even in genus 3. \nOur contributions mainly consist of establishing new complexity bounds with a smaller dependency in g of the exponent of log p. For hyperelliptic curves\, previous work showed that it was quasi-quadratic\, and we reduced it to a linear dependency. Restricting to more special families of hyperelliptic curves with explicit real multiplication (RM)\, we obtained a constant bound for this exponent. \nIn genus 3\, we proposed an algorithm based on those of Schoof and Gaudry-Harley-Schost whose complexity is prohibitive in general\, but turns out to be reasonable when the input curves have explicit RM. In this more favorable case\, we were able to count points on a hyperelliptic curve defined over a 64-bit prime field.
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