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Le traitement automatique du langage au service de nouveaux logiciels

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Publié le jeudi 29 mars 2018

Les nouvelles technologies du traitement automatique du langage naturel pourront éviter les échecs et retards de projets dus à des exigences logicielles inappropriées.

L’Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT) de l’Université du Luxembourg a conclu un partenariat de recherche collaborative avec QRA Corp, un développeur de systèmes et de technologies d’ingénierie des exigences installé au Canada. Le projet de recherche commun étudiera la façon dont le traitement automatique du langage naturel (Natural Language Processing, NLP) peut aider les ingénieurs des exigences à garantir la qualité de leur travail, en traduisant leurs exigences en spécifications précises adaptées à l’analyse automatisée.

De plus, le projet développera des techniques de simulation automatisée et d’évaluation des exigences et des modèles de conception de systèmes qui en découlent. Grâce à cette collaboration, QRA devient le premier membre du Programme de partenariat du SnT hors du Luxembourg.

Mehrdad Sabetzadeh, Sallam Abualhaija, Lionel Briand et Shiva Nejati

De gauche à droite : le Dr Mehrdad Sabetzadeh, le Dr Sallam Abualhaija, le Prof. Lionel C. Briand et le Dr Shiva Nejati

 

Traduire le langage naturel en langage informatique

Tout comme le capitaine d’un navire doit connaître sa destination finale avant de planifier un itinéraire, un développement de logiciel efficace s’appuie sur un ensemble d’exigences claires, qui définissent le comportement attendu du système dès le début. Des exigences inadaptées peuvent entraîner l’échec et le retard de projets et même - dans des domaines comme l’automatisation et l’aéronautique - des pertes humaines. Par conséquent, il serait idéal qu’un ordinateur analyse ces exigences, en mettant en évidence les problèmes d’ambigüité et les carences qui pourraient passer inaperçus auprès des ingénieurs. De nombreux outils similaires ont déjà été développés, mais ils fonctionnent jusqu’à présent uniquement sur des langages informatiques formels et analysables, plutôt que sur des langages naturels non-analysables (comme l’anglais) que les ingénieurs continuent d’utiliser. Les chercheurs du SnT développeront donc des outils fonctionnant directement sur des documents en langage naturel privilégiés par les ingénieurs.

Extraire les informations sémantiques clés

« En tant qu’êtres humains, la majorité de nos propos et nos écrits sont soumis à l’interprétation, selon le contexte culturel et la situation », indique le Dr Mike Sabetzadeh, qui dirige les activités d’ingénierie des exigences au sein du projet. « Par exemple, lorsque nous disons que quelque chose doit être fait rapidement, nous supposons qu’une autre personne comprendra avec quelle rapidité ceci doit être fait. Les problèmes surviennent lorsque ce type d’imprécision se glisse dans des documents qui doivent être très précis et spécifiques, comme des exigences relatives à des systèmes complexes. » Cette recherche exploitera l’immense potentiel du NLP pour signaler de tels problèmes de qualité, extraire les informations sémantiques clés d’un document et les transformer en formules précises.

Cependant, même avec des exigences satisfaisantes, de nombreux efforts doivent être fournis pour vérifier que les systèmes sont compatibles à celles-ci. « Devant la complexité des systèmes actuels, cette tâche dépasse les capacités humaines », indique le Dr Shiva Nejati, qui dirige les activités de vérification au sein du projet. « Lorsque nous rédigeons des exigences, en particulier pour les systèmes cyber-physiques [dans lesquels les logiciels et l’équipement physique interagissent] pour des applications automobiles et aéronautiques, des incertitudes peuvent surgir au sujet de l’environnement du système, ou même de composants du système n’ayant pas encore été conçus. Ceci devient problématique dans les étapes ultérieures lorsqu’il s’agit de définir si un système a répondu à ses exigences. » Pour relever de tels défis, les chercheurs utiliseront l’intelligence artificielle pour développer des techniques de vérification automatisées, basées sur des simulations de l’environnement.

Résoudre des problèmes complexes en collaboration avec l'industrie

« Les défis actuels de l’ingénierie des exigences, comme l’illustre le projet avec QRA, montrent l’importance d’une recherche menée avec une connaissance profonde des réalités industrielles », indique le Prof. Lionel Briand, qui dirige les activités du SnT dans le secteur de la vérification et validation de logiciels. « Les solutions académiques tendent généralement à être irréalistes, mais en collaborant avec QRA, nous pouvons développer une technologie innovante qui répond aux véritables besoins. »

Dean Tsaltas, directeur de la technologie de QRA, partage cette opinion : « QRA est ravi de travailler avec les chercheurs de renommée mondiale du SnT. QRA et SnT s’entendent sur la meilleure approche pour créer une technologie de qualité : travailler avec les clients sur des problèmes qu’ils rencontrent actuellement. Nous prévoyons une relation productive à long terme entre SnT et QRA, permettant de créer des outils qui modifient fondamentalement la façon dont le secteur aborde l’ingénierie des exigences et la vérification de la conception. »

© Université du Luxembourg