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Production scientifique
Doctorat de

Doctorat
Equipe : Données et Connaissances Massives et Hétérogènes

Questions-Réponses avec des données hybrides et des modèles

Début le 01/01/1970
Direction : MA, Yue

Ecole doctorale : ED STIC 580
Etablissement d'inscription : Université Paris-Sud

Lieu de déroulement : salle de conférences du LIMSI

Soutenue le 06/02/2020 devant le jury composé de :
Patrice Bellot (Rapporteur) - Université Aix-Marseille
Mohand Boughanem (Rapporteur) - Université Paul Sabatier
Catherine Berrut (Examinatrice) - Université Grenoble Alpes
Patrick Gallinari (Examinateur) - Sorbonne Université
Nicolas Sabouret (Examinateur) - Université Paris-Sud
Anne Vilnat (Examinatrice) - Université Paris-Sud
Brigitte Grau (Directeur de thèse) - ENSIIE/LIMSI
Yue Ma (Co-encadrant de thèse) - Université Paris-Sud

Activités de recherche :

Résumé :
La recherche de réponses à des questions relève de deux disciplines : le traitement du langage naturel et la recherche d'information. L'émergence de l'apprentissage profond dans plusieurs domaines de recherche tels que la vision par ordinateur, le traitement du langage naturel, la reconnaissance vocale, etc. a conduit à l'émergence de modèles de bout en bout et les travaux actuels de l'état de l'art en question-réponse (QR) visent à mettre en oeuvre de tels modèles.

Dans le cadre du projet GoASQ, l'objectif est d'étudier, comparer et combiner différentes approches pour répondre à des questions formulées en langage naturel sur des données textuelles, en domaine ouvert et en domaine biomédical.
Le travail de thèse se concentre principalement sur 1) la construction de modèles permettant de traiter des ensembles de données à petite et à grande échelle, et 2) l'exploitation de connaissances sémantiques pour répondre aux questions par leur intégration dans les différents modèles. Nous visons à fusionner des connaissances issues de textes libres, d'ontologies, de représentations d'entités, etc.

Afin de faciliter l'utilisation des modèles neuronaux sur des données de domaine de spécialité, généralement de petite taille, nous nous plaçons dans le cadre de l'adaptation de domaine.
Nous avons proposés deux modèles de tâches de QR différents, évalués sur la tâche BIOASQ de réponse à des questions biomédicales, et nous montrons par nos résultats expérimentaux que le modèle de Questions-Réponses ouvert (Extraction de la réponse étant donné un ensemble de paragraphes, pertinents et non pertinents) convient mieux qu'une modélisation de type Compréhension machine (Extraction de la réponse étant donné un paragraphe pertinent), qui est la plus courament utilisée. Nous pré-entrainons le modèle de Compréhension machine, qui sert de base à notre modèle, sur différents ensembles de données pour montrer la variabilité des performances lorsque ces modèles sont adaptés au domaine biomédical. Nous constatons que l'utilisation d'un ensemble de données particulier (ensemble de données SQUAD v2.0) pour la pré-entraînement donne les meilleurs résultats lors du test et qu'une combinaison de quatre jeux de données donne les meilleurs résultats lors de l'adaptation au domaine biomédical. Nous avons effectué des expériences à l'aide de modèles de langage à grande échelle, comme BERT, qui sont adaptés à la tâche de réponse aux questions. Les performances varient en fonction du type des données utilisées pour pré-entrainer BERT. Nous en avons conclu que le modèle de langue appris sur des données biomédicales, BIOBERT, constitue le meilleur choix pour le QR biomédical.

Étant donné que les modèles d'apprentissage profond visent à fonctionner de bout en bout, les informations sémantiques provenant de sources de connaissances construites par des experts n'y sont généralement pas introduites.
Nous avons annoté manuellement et automatiquement un jeu de données par les variantes des réponses de BIOASQ et montré l'importance d'apprendre un modèle de QR avec ces variantes.
Nous montrons l'utilité d'exploiter le Type de réponse attendu et le Types lexical de la réponse en domaine ouvert et en domaine biomédical par différentes études. Ces types sont ensuite utilisés pour mettre en évidence les entités dans les jeux de données, ce qui montre des améliorations sur l'état de l'art. Par ailleurs l'exploitation de représentations vectorielles d'entités dans les modèles se montre positif pour le domaine ouvert.

Une de nos hypothèses est que les résultats obtenus à partir de modèles d'apprentissage profond peuvent être encore améliorés en utilisant des traits sémantiques et des traits collectifs calculés à partir des différents paragraphes sélectionnés pour répondre à une question. Nous proposons d'utiliser des modèles de classification binaires pour améliorer la prédiction de la réponse parmi les K candidats à l'aide de ces caractéristiques, conduisant à un modèle hybride qui surpasse les résultats de l'état de l'art sur la plupart des ensembles de données.

Enfin, nous avons évalué des modèles de QR ouvert sur des ensembles de données construits pour les tâches de Compréhension machine et Sélection de phrases. Nous montrons la différence de performance lorsque la tâche à résoudre est une tâche de QR ouverte et soulignons le fossé important qu'il reste à franchir dans la construction de modèles de bout en bout pour la tâche complète de réponse aux questions.