Suivi de l'activité humaine par hypothèses multiples abductives

par Benoît Vettier

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Catherine Garbay.

Le président du jury était Pierre Baconnier.

Le jury était composé de Monique Thonnat, Patrick Reignier.

Les rapporteurs étaient Olivier Boissier, René Mandiau.


  • Résumé

    Ces travaux traitent du suivi de l'activité humaine à travers l'analyse en temps r éel de signaux physiologiques et d'accélé rométrie. Il s'agit de données issues de capteurs ambulatoires ; elles sont bruitées, ambigües, et ne représentent qu'une vision incomplète de la situation. De par la nature des données d'une part, et les besoins fonctionnels de l'application d'autre part, nous considérons que le monde des possibles n'est ni exhaustif ni exclusif, ce qui contraint le mode de raisonnement. Ainsi, nous proposons un raisonnement abductif à base de modèles interconnectés et personnalisés. Ce raisonnement consiste à manipuler un faisceau d'hypothèses au sein d'un cadre dynamique de contraintes, venues tant de l'observateur (en termes d'activités acceptables) que d'exigences non-fonctionnelles, ou portant sur la santé du sujet observé. Le nombre d'hypothèses étudiées à chaque instant est amené à varier, par des mécanismes de Pr édiction-Vérification ; l'adaptation du Cadre participe également à la mise en place d'un pilotage sensible au contexte. Nous proposons un système multi-agent pour représenter ces hypothèses; les agents sont organisés autour d'un environnement partagé qui leur permet d' échanger l'information. Ces échanges et, de manière générale, la détection des contextes d'activation des agents, sont régis par des filtres qui associent une action à des conditions. Le mode de raisonnement et l'organisation de ces agents hétérogènes au sein d'un cadre homogène confèrent au système expressivité, évolutivité et maîtrise des coûts calculatoires. Une implémentation utilisant des données réelles permet d'illustrer les qualités de la proposition.

  • Titre traduit

    Human Activity Monitoring with Multiple Abductive Hypotheses


  • Résumé

    This proposal deals with human activity monitoring, through the real-time analysis of both physiology data and accelerometry. These data come from ambulatory sensors ; they are noisy and ambiguous, and merely represent a partial and incomplete observation of the current si- tuation. Given the nature of the data on one hand, and the application's required features on the other hand, we consider an Open World of non-exclusive possible situations. This has a restrictive impact on the reasoning engine. We thus propose to use abductive reasoning, based on interconnected and personalized models. This way of reasoning consists in handling a beam of hypotheses, within a dynamic Frame of constraints which come both from the Observer (who defines acceptable situations) and from non-functional expectations, or relating to the observed person's health. The number of hy- potheses at each timestep is wont to vary, by means of Prediction-Verification schemes. The evolution of the Frame leads to context-sensitive adaptive control. We propose a multi-agent system to manage these hypotheses; the agents are organized around a shared environment which allows them to trade information. This interaction and the general detection of activation contexts for the agents are powered and regulated by condition- action filters. The way of reasoning and the organization of heterogeneous agents within a homogeneous Frame lead to a system which we claim to be expressive, evolutive and cost-efficient. An imple- mentation using real sensor data is presented to illustrate these qualities.


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