DIPARTIMENTO   DI   INFORMATICA
Università di Torino

Research Report Year 1996

Intelligenza Artificiale

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Apprendimento Automatico

People

Francesco Bergadano

Professore straordinario

Attilio Giordana

Professore straordinario

Lorenza Saitta

Professore ordinario

Marco Botta

Ricercatore confermato

Daniele Gunetti

Ricercatore confermato

Cristina Baroglio

Collaboratore di ricerca

Enrico Blanzieri

Dottorando in Scienze Cognitive

Giuseppe Lo Bello

Dottorando in Informatica

Filippo Neri

Dottorando in Informatica

Roberto Piola

Dottorando in Informatica

Giancarlo Ruffo

Dottorando in Informatica

Research activity in 1996

Il gruppo di lavoro guidato da Attilio Giordana e da Lorenza Saitta ha continuato nel 1996 le linee di ricerca dell'anno precedente e si è concentrato su due tematiche: da un lato, sono stati studiati i problemi relativi all'integrazione di metodologie di apprendimento simboliche e subsimboliche e, dall'altro, sulla distribuzione su una rete di calcolatori di algoritmi genetici, come strumento per effettuare la ricerca nello spazio delle ipotesi al posto dei meccanismi tradizionali di ricerca nello spazio degli stati.

Nel primo settore, ci si è concentrati su una nuova tematica di ricerca, finalizzata all'apprendimento di funzioni di controllo continue. In particolare e' stata investigata la possibilita' di costruire sistemi di apprendimento basati su reti neurali ad architettura radiale. Per quanto riguarda gli algoritmi genetici, ci si è focalizzati su tre aspetti: il primo riguarda lo studio, iniziato nel 1995, del modello parallelo di distribuzione del sistema REGAL su una macchina multi-processore ( la "connection machine" CM5 di Parigi). Questo modello distribuito ha dimostrato di essere utile per ridurre sia i tempi di elaborazione sia la dimensione della popolazione, a parità di bontà dei risultati. Questo effetto di ottiene facendo emergere delle "specie" nella popolazione globale. Il secondo aspetto concerne l'introduzione di un nuovo modello di distribuzione degli algoritmi genetici per l'apprendimento di concetti che ha portato allo sviluppo del sistema G-NET. Il terzo aspetto investigato è quello dello studio teorico dell'operatore di selezione, sia per algoritmi genetici semplici che per quelli con specie e nicchie. Si è messa a punto una tecnica, detta della Popolazione Media Virtuale, che permette di studiare in modo semplice ed efficace l'evoluzione media temporale della popolazione.

A seguito di questa intensa attività, i risultati ottenuti sono stati pubblicati su riviste internazionali e presentati a conferenze sia nazionali che internazionali.

Relativamente ai contatti di ricerca internazionali, Lorenza Saitta e' stata nominata presidente della conferenza mondiale di Apprendimento Automatico 1996 (International Conference on Machine Learning 1996).

Un altro gruppo di ricerca guidato da Francesco Bergadano, si e' occupato dello studio di metodi per l'induzione di programmi logici a partire da esempi. I sistemi FILP, TRACY, e TRACYnot, sviluppati negli anni 1995 e 1996, si sono dimostrati un valido supporto allo sviluppo di programmi e come strumento di ingegneria del software. Sono stati sperimentati su programmi di media grandezza e complessita'. Sono stati inoltre utilizzati algoritmi induttivi basati su alberi di decisione per applicazioni di vario tipo, tra cui la gestione dei sistemi e il controllo della scelta delle password utente. Gli alberi di decisione si sono dimostrati particolarmente efficaci in termini di efficienza e predittivita'.

Nel 1996, inoltre, sono stati studiati metodi per la ricerca di informazioni e per la navigazione in basi di dati distribuite con tecniche di apprendimento automatico. Un insieme di informazioni sempre piu' grande e' disponibile su calcolatori collegati in rete e accessibili in modo pubblico. Ricercare l'informazione rilevante e utile in un certo momento e' diventato un problema di primaria importanza, ma, nello stesso tempo, di grande complessita' e difficolta'. Tecniche di apprendimento automatico sono state proposte per affrontare questo problema. Per esempio, e' possibile utilizzare esempi di sessioni di navigazione su di un ipertesto, per apprendere il concetto di "iper-link interessante". Tale concetto puo' poi essere utilizzato per guidare l'utente in sessioni successive. Queste stesse tecniche sono state anche estese all'apprendimento di regole per l'amministrazione di un sistema operativo in modo da garantirne un efficiente funzionamento. Infine, alcuni risultati teorici sono stati raggiunti nel campo dell'apprendimento probabilistico di automi.

Inoltre, sono stati studiati metodi per la ricerca di informazioni e per la navigazione in basi di dati distribuite con tecniche di apprendimento automatico. Un insieme di informazioni sempre piu' grande e' disponibile su calcolatori collegati in rete e accessibili in modo pubblico. Ricercare l'informazione rilevante e utile in un certo momento e' diventato un problema di primaria importanza, ma, nello stesso tempo, di grande complessita' e difficolta'. Tecniche di apprendimento automatico sono state proposte per affrontare questo problema. Per esempio, e' possibile utilizzare esempi di sessioni di navigazione su di un ipertesto, per apprendere il concetto di "iper-link interessante". Tale concetto puo' poi essere utilizzato per guidare l'utente in sessioni successive. Queste stesse tecniche sono state anche estese all'apprendimento di regole per l'amministrazione di un sistema operativo in modo da garantirne un efficiente funzionamento. Infine, alcuni risultati teorici sono stati raggiunti nel campo dell'apprendimento probabilistico di automi.

1996 Publications

C. Anglano and L. Portinale: "Parallel Model-based diagnosis using PVM", in Lecture Notes in Computer Science 1156, Springer- Verlag, 1996, pp 331-334.

L. Ardissono, C. Barbero, G. Boella, A. Goy, L. Lesmo, V. Lombardo, P. Rizzo and D. Sestero: "Verso una comprensione del linguaggio", in Proc. 5th Convegno AI*IA, 1996, pp 9-13.

L. Ardissono, G. Boella and L. Lesmo: "Recognition of problem-solving plans in dialogue interpretation", in Proc. 5th Int. Conf. on User Modeling, 1996, pp 195-197.

L. Ardissono, G. Boella, L. Lesmo, P. Rizzo and D. Sestero: "Piani per un'architettura di agente BDI", in Proc. 5th Convegno AI*IA, 1996, pp 273-276.

L. Ardissono, G. Boella and D. Sestero: "A plan-based agent architecture for a flexible interpretation of dialogue phenomena: the case of pre-requests", in Proc. AMLaP-96 Conference: Architectures and Mechanisms for Language Processing, 1996, pp 44.

L. Ardissono, G. Boella and D. Sestero: "Uso di piani di problem-solving nel riconoscimento di piani e obiettivi", in Numero Speciale AIIA Notizie su Interfacce Intelligenti, n. 3, 1996, pp 157-160.

L. Ardissono and R. Cohen: "Extending the role of user feedback in plan recognition and response generation for advice-giving systems: an initial report", in Lecture Notes in Artificial Intelligence n. 1081: Advances in Artificial Intelligence, Springer-Verlag, 1996, pp 109-120.

L. Ardissono and D. Sestero: "Using Dynamic User Models in the Recognition of the Plans of the User", in User Modeling and User-Adapted Interaction, vol. 5, n. 2, 1996, pp 157-190.

C. Baroglio, A. Giordana, M. Kaiser. M. Nuttin and R. Piola: "Learning Controllers for Industrial Robots", in Machine Learning Journal, vol. 23, 1996, pp 221-249.

A. Beimel, F. Bergadano, N. Bshouty, E. Kushilevitz and S. Varricchio: "On the Applications of Multiplicity Automata in Learning", in Proc. Symp. on the Foundations of Computer Science (FOCS), 1996.

F. Bergadano, D. Catalano and S. Varricchio: "Learning Sat-k-DNF formulas from membership queries", in ACM Symposium on the Theory of Computing (STOC), 1996, pp 126-130.

F. Bergadano and D.Gunetti: "Inductive Logic Programming: from Machine Learning to Software Engineering", MIT Press, 1996.

Bergadano, F., Gunetti and D.: "Testing Based on Inductive Inference", in ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, vol. 5, n. 2, 1996, pp 119-145.

F. Bergadano, D. Gunetti, M. Nicosia and G. Ruffo: "Learning Logic Programs with Negation as Failure", in L. De Raedt (ed.), Advances in Inductive Logic Programming, IOS Press, 1986, pp 107-123.

F. Bergadano, A. Puliafito, S. Riccobene, G. Ruffo and L. Vita: "Intelligent Agents: a Tool for Managing and Retrieving Information in Distributed Systems", in Proc. of ICCCN'96 - Fifth International Conference on Computer Communictaions and Networks, IEEE Computer Society, 1996, pp 271-272.

Bergadano, F., Varricchio and S.: "Learning Behaviours of Automata from Multiplicity and Equivalence Queries", in SIAM J. on Computing, December 1996.

E. Blanzieri and P. Katenkamp: "Learning Radial Basis Function Networks On-line", in 13th International Conference on Machine Learning, July 1996, pp 37-45.

M. Botta and A. Giordana: "Combining Symbolic and Numeric Methods for Learning to Predict Temporal Series", in 3nd Multistrategy Learning Workshop, 1996, pp 234-249.

V. Brusoni, L. Console, E. Lamma, P. Mello, M. Milano and P. Terenziani: "Resource-based vs. Task-based Approaches for Scheduling Problems", in Z. Ras and M. Michalewicz (eds.), Foundations of Intelligent Systems, LNCS 1079, Springer-Verlag, 1996, pp 325-334.

V. Brusoni, L. Console, B. Pernici and P. Terenziani: "LaTeR: an efficient, general purpose manager of temporal information", in IEEE Expert (to appear).

V. Brusoni, L. Console, P. Terenziani and D. Theseider Dupre': "Temporal model-based diagnosis: an overview from an abductive perspective", in Proc. IEEE-SMC CESA'96 IMACS Multiconference, 1996, pp 326-331.

V. Brusoni, L. Console, P. Terenziani, Theseider Dupre' and D.: "A Spectrum of Definitions for Temporal Model-Based Diagnosis", in Proc. DX 96, 7th Int. Workshop on Principles of Diagnosis, 1996.

L. Console, L. Portinale, Theseider Dupre' and D.: "Using Compiled knowledge to guide and focus abductive diagnosis", in IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, vol. 8, n. 5, 1996, pp 690-706.

R. Delmonte, G. Ferraris, A. Goy, L. Lesmo, B. Magnini, E. Pianta, O. Stock and C. Strapparava: "ILEX: un dizionario computazionale dell'italiano", in Atti del V Convegno Nazionale dell'AI*IA, 1996, pp 27-30.

V. Di Tomaso, V. Lombardo and L. Lesmo: "A Computational Model for the Interpretation of Locative Expressions", in Olivier/Gapp (ed.), Representation and Processing of Spatial Expressions, Lawrence Erlbaum Associates, 1996.

A. Giordana and F. Neri: "Search-Intensive Concept Induction", in Evolutionary Computation, vol. 3, n. 4, 1996, pp 375-416.

A. Giordana, F. Neri and L. Saitta: "A fined-grained parallel evolutionary program for concept induction", in Z. Ras and M. Michalewicz (eds.), Foundations of Intelligent Systems, LNAI 1079, Springer-Verlag, 1996, pp 168-177.

A. Goy: "Semantica degli aggettivi: lo status quaestionis", in Lingua e Stile, n. 2, 1996, pp 179-214.

A. Goy: "Referential Adjectives: the case of 'alto' (high/tall)", in Proc. of the Workshop W13 at the ECAI'96, 1996, pp 3-8.

A. Goy: "Semantic Representation of Italian Adjectives Denoting Mental States", in Proc. of the Student Session at the ESSLLI'96, 1996.

V. Lombardo: "A Computational Model of Recovery", in J. D. Fodor and F. Ferreira (eds.), Reanalysis in Sentence Processing, Kluwer Academic Publisher, 1996.

V. Lombardo and L. Lesmo: "An Earley-type Recognizer for Dependency Grammar", in Proceedings of XVI International Conference on Computational Linguistics (COLING 96), 1996.

F. Neri and L. Saitta: "An Analysis of the Universal Suffrage Selection Operator", in Evolutionary Computation, vol. 4, n. 1, 1996, pp 89-109.

F. Neri and L. Saitta: "Exploring the Power of Genetic Search in Learning Symbolic Classifiers", in IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. PAMI-18, n. 11, 1996, pp 1135-1142.

L. Portinale: "Improving model-based diagnosis through algebraic analysis: the Petri net challange", in Proc. 13th National Conference on Artificial Intelligence - AAAI 96, 1996, pp 952-958.

L. Portinale and P. Torasso: "On the usefulness of re-using diagnostic solutions", in Proc. 12th European Conference on Artificial Intelligence - ECAI 96, 1996, pp 137-141.

L. Saitta, F. Neri, M. T. Bajo, J. Canas, S. Chaiklin, F. Esposito, C. Nedellec, G. Sabah, A. Tiberghien, G. Vergnaud and S. Vosniadou: "Knowledge Representation Changes in Humans and Machines", in P. Reimann and Hans Spada (eds.), Learning in Humans and Machines: towards an Interdisciplinary Learning Science, 1 Pergamon Press., 1996.

P.Torasso: "Ragionamento basato su casi: valutazioni e prospettive", in Sistemi Intelligenti, vol. 8, n. 3, 1996

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