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1. Random Partitioning Forest for Point-Wise and Collective Anomaly Detection—Application to Network Intrusion Detection

Author: Pierre-François Marteau, Expressiveness in Human Centered Data/Media (EXPRESSION), Université de Bretagne Sud (UBS)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - 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Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Machine Learning, Index Terms-Random Forest, Semi- supervised Learning, Computer Networks and Communications, Computer science, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], 0211 other engineering and technologies, Machine Learning (stat.ML), 02 engineering and technology, Intrusion detection system, Semi-supervised learning, Machine Learning (cs.LG), Machine Learning, Set (abstract data type), Statistics - Machine Learning, Safety, Risk, Reliability and Quality, 021110 strategic, defence & security studies, Random Forest, Binary tree, business.industry, NIDS, Deep learning, Random Partitioning Trees, Intrusion Detection, Random forest, Support vector machine, [INFO.INFO-IR]Computer Science [cs]/Information Retrieval [cs.IR], Semisupervised Learning, Anomaly Detection, Anomaly detection, Artificial intelligence, business, Algorithm
Abstract: In this paper, we propose DiFF-RF, an ensemble approach composed of random partitioning binary trees to detect point-wise and collective (as well as contextual) anomalies. Thanks to a distance-based paradigm used at the leaves of the trees, this semi-supervised approach solves a drawback that has been identified in the isolation forest (IF) algorithm. Moreover, taking into account the frequencies of visits in the leaves of the random trees allows to significantly improve the performance of DiFF-RF when considering the presence of collective anomalies. DiFF-RF is fairly easy to train, and excellent performance can be obtained by using a simple semi-supervised procedure to setup the extra hyper-parameter that is introduced. We first evaluate DiFF-RF on a synthetic data set to i) verify that the limitation of the IF algorithm is overcome, ii) demonstrate how collective anomalies are actually detected and iii) to analyze the effect of the meta-parameters it involves. We assess the DiFF-RF algorithm on a large set of datasets from the UCI repository, as well as two benchmarks related to intrusion detection applications. Our experiments show that DiFF-RF almost systematically outperforms the IF algorithm, but also challenges the one-class SVM baseline and a deep learning variational auto-encoder architecture. Furthermore, our experience shows that DiFF-RF can work well in the presence of small-scale learning data, which is conversely difficult for deep neural architectures. Finally, DiFF-RF is computationally efficient and can be easily parallelized on multi-core architectures., Comment: arXiv admin note: text overlap with arXiv:1705.03800
Published: 2021

2. Multiple sclerosis lesions in motor tracts from brain to cervical cord: spatial distribution and correlation with disability

Author: Bertrand Audoin, Tobias Granberg, Yasuhiko Tachibana, Massimo Filippi, Charley Gros, Xavier Ayrignac, Masaaki Hori, Francesca Galassi, Gilles Edan, Julien Cohen-Adad, Govind Nair, Nicolas Collongues, Lydia Chougar, Anne Kerbrat, Jennifer Lefeuvre, Leszek Stawiarz, Renxin Chu, Daniel S. Reich, Rohit Bakshi, Russell Ouellette, Adil Maarouf, Clarisse Carra-Dalliere, Jean Pelletier, Jan Hillert, Jérôme De Seze, Benoît Combès, Atef Badji, Pierre Labauge, Elise Bannier, Paola Valsasina, Maria A. Rocca, Jason F. Talbott, Kouhei Kamiya, Josefina Maranzano, Raphaël Chouteau, Virginie Callot, École Polytechnique de Montréal (EPM), Unité de Neuroimagerie Fonctionnelle [Montréal] (UNF-CRIUGM), Université de Montréal (UdeM)-Centre de Recherche de l'Institut Universitaire de Gériatrie de Montréal (CRIUGM), Empenn, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Département de Radiologie [CHU de Rennes], Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Service de Neurologie [CHU Rennes], CHU Pontchaillou [Rennes], Département de neurologie [Montpellier], Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [Montpellier]-Université de Montpellier (UM), Montreal Neurological Institute and Hospital, McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR), Department of Clinical Neuroscience [Sotckholm], Karolinska Institutet [Stockholm], Department of Radiology and Biomedical Imaging [San Francisco], University of California [San Francisco] (UCSF), University of California-University of California, National Institute of Radiological Sciences (NIRS), Toho University Omori Medical Center [Tokyo], Service de Neuroradiologie [CHU Pitié-Salpêtrière], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Sorbonne Université-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université, National Institutes of Health [Bethesda] (NIH), Universita Vita Salute San Raffaele = Vita-Salute San Raffaele University [Milan, Italie] (UniSR), Centro San Giovanni di Dio, Fatebenefratelli, Brescia (IRCCS), Università degli Studi di Brescia [Brescia], Brigham & Women’s Hospital [Boston] (BWH), Harvard Medical School [Boston] (HMS), Centre d'Exploration Métabolique par Résonance Magnétique [Hôpital de la Timone - AP-HM] (CEMEREM), Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM), Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)- Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE), Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE), Biopathologie de la Myéline, Neuroprotection et Stratégies Thérapeutiques (BMNST), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Strasbourg (UNISTRA), CIC Strasbourg (Centre d’Investigation Clinique Plurithématique (CIC - P) ), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg-Hôpital de Hautepierre [Strasbourg], Fondation pour l'Aide à la Recherche sur la Sclérose en Plaques, National Institute of Neurological Disorders and Stroke, National Institutes of Health, Vetenskapsrådet, Hjärnfonden, Doctoral TransMedTech, French Hospital Program of Clinical Research, PHRC, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)- Hôpital de la Timone [CHU - APHM] (TIMONE), Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Hôpital de Hautepierre [Strasbourg]-Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg, Centre d'Investigation Clinique [Rennes] (CIC), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Hôpital Pontchaillou-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - 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APHM] (TIMONE)-Centre de résonance magnétique biologique et médicale (CRMBM), Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille (APHM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Hôpital Pontchaillou-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Jonchère, Laurent, Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU), Centre d'Exploration Métabolique par Résonance Magnétique [Hôpital de la Timone - APHM] (CEMEREM), Kerbrat, A., Gros, C., Badji, A., Bannier, E., Galassi, F., Combes, B., Chouteau, R., Labauge, P., Ayrignac, X., Carra-Dalliere, C., Maranzano, J., Granberg, T., Ouellette, R., Stawiarz, L., Hillert, J., Talbott, J., Tachibana, Y., Hori, M., Kamiya, K., Chougar, L., Lefeuvre, J., Reich, D. S., Nair, G., Valsasina, P., Rocca, M. A., Filippi, M., Chu, R., Bakshi, R., Callot, V., Pelletier, J., Audoin, B., Maarouf, A., Collongues, N., De Seze, J., Edan, G., and Cohen-Adad, J.
Subjects: Adult, Male, corticospinal tract, Pathology, medicine.medical_specialty, Cord, Pyramidal Tracts, multiple sclerosis, 030218 nuclear medicine & medical imaging, Lesion, Disability Evaluation, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, medicine, Humans, [SDV.NEU] Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], 10. No inequality, Retrospective Studies, [SDV.IB] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, Clinically isolated syndrome, Expanded Disability Status Scale, business.industry, Multiple sclerosis, Brain, Cervical Cord, Original Articles, Middle Aged, Spinal cord, medicine.disease, Magnetic Resonance Imaging, medicine.anatomical_structure, disability, Corticospinal tract, Disease Progression, [SDV.NEU]Life Sciences [q-bio]/Neurons and Cognition [q-bio.NC], Female, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, Neurology (clinical), Brainstem, medicine.symptom, business, 030217 neurology & neurosurgery, MRI
Abstract: Despite important efforts to solve the clinico-radiological paradox, correlation between lesion load and physical disability in patients with multiple sclerosis remains modest. One hypothesis could be that lesion location in corticospinal tracts plays a key role in explaining motor impairment. In this study, we describe the distribution of lesions along the corticospinal tracts from the cortex to the cervical spinal cord in patients with various disease phenotypes and disability status. We also assess the link between lesion load and location within corticospinal tracts, and disability at baseline and 2-year follow-up. We retrospectively included 290 patients (22 clinically isolated syndrome, 198 relapsing remitting, 39 secondary progressive, 31 primary progressive multiple sclerosis) from eight sites. Lesions were segmented on both brain (T2-FLAIR or T2-weighted) and cervical (axial T2- or T2*-weighted) MRI scans. Data were processed using an automated and publicly available pipeline. Brain, brainstem and spinal cord portions of the corticospinal tracts were identified using probabilistic atlases to measure the lesion volume fraction. Lesion frequency maps were produced for each phenotype and disability scores assessed with Expanded Disability Status Scale score and pyramidal functional system score. Results show that lesions were not homogeneously distributed along the corticospinal tracts, with the highest lesion frequency in the corona radiata and between C2 and C4 vertebral levels. The lesion volume fraction in the corticospinal tracts was higher in secondary and primary progressive patients (mean = 3.6 ± 2.7% and 2.9 ± 2.4%), compared to relapsing-remitting patients (1.6 ± 2.1%, both P
Published: 2020

3. DroidAutoML: A Microservice Architecture to Automate the Evaluation of Android Machine Learning Detection Systems

Author: Louison Gitzinger, Yérom-David Bromberg, the World Is Distributed Exploring the tension between scale and coordination (WIDE), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Anne Remke, Valerio Schiavoni, TC 6, WG 6.1, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: 050101 languages & linguistics, Computer science, 02 engineering and technology, computer.software_genre, Machine learning, Malware, Article, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-MC]Computer Science [cs]/Mobile Computing, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Empirical research, Android, Android malware, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0501 psychology and cognitive sciences, [INFO]Computer Science [cs], DevOps, Architecture, Android (operating system), AutoML, business.industry, 05 social sciences, Scalability, 020201 artificial intelligence & image processing, Mobile ecosystem, Artificial intelligence, business, computer
Abstract: Part 4: Machine Learning for Systems; International audience; The mobile ecosystem is witnessing an unprecedented increase in the number of malware in the wild. To fight this threat, actors from both research and industry are constantly innovating to bring concrete solutions to improve security and malware protection. Traditional solutions such as signature-based anti viruses have shown their limits in front of massive proliferation of new malware, which are most often only variants specifically designed to bypass signature-based detection. Accordingly, it paves the way to the emergence of new approaches based on Machine Learning (ML) technics to boost the detection of unknown malware variants. Unfortunately, these solutions are most often underexploited due to the time and resource costs required to adequately fine tune machine learning algorithms. In reality, in the Android community, state-of-the-art studies do not focus on model training, and most often go through an empirical study with a manual process to choose the learning strategy, and/or use default values as parameters to configure ML algorithms. However, in the ML domain, it is well known admitted that to solve efficiently a ML problem, the tunability of hyper-parameters is of the utmost importance. Nevertheless, as soon as the targeted ML problem involves a massive amount of data, there is a strong tension between feasibility of exploring all combinations and accuracy. This tension imposes to automate the search for optimal hyper-parameters applied to ML algorithms, that is not anymore possible to achieve manually. To this end, we propose a generic and scalable solution to automatically both configure and evaluate ML algorithms to efficiently detect Android malware detection systems. Our approach is based on devOps principles and a microservice architecture deployed over a set of nodes to scale and exhaustively test a large number of ML algorithms and hyper-parameters combinations. With our approach, we are able to systematically find the best fit to increase up to 11% the accuracy of two state-of-the-art Android malware detection systems.
Published: 2020

4. Systems of systems: From mission definition to architecture description

Author: Imane Cherfa, Régis Fleurquin, Nicolas Belloir, Salah Sadou, Djamal Bennouar, ArchWare, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Centre de Recherche des Ecoles de St-Cyr Coëtquidan (CREC), Ecoles de St-Cyr Coëtquidan, Université de Bretagne Sud (UBS), Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene [Alger] (USTHB), Advanced Technologies for Operated Networks (ARCHWARE), LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene = University of Sciences and Technology Houari Boumediene [Alger] (USTHB)
Subjects: [SPI.OTHER]Engineering Sciences [physics]/Other, System of systems, 021103 operations research, Computer Networks and Communications, Computer science, business.industry, Process (engineering), 0211 other engineering and technologies, System Architect, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], 02 engineering and technology, Hardware and Architecture, Systems Modeling Language, TheoryofComputation_LOGICSANDMEANINGSOFPROGRAMS, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, Operational planning, Architecture, Adaptation (computer science), Software engineering, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Software architecture description, 021106 design practice & management
Abstract: Systems of Systems (SoS) encompass a group of distributed and independent systems. This class of systems requires recurrent adaptation at runtime owing to the uncertainty and variability of the runtime environment. Thus, during their execution, SoS can deviate from the initial specification, which is often a consequence of successive evolutions. This problem occurs mainly due to (a) weak communication between the SoS analysis stage and architecture stage and (b) the lack of links between the operational planning in the SoS analysis stage and systems that must be involved in the SoS architecture stage. This paper proposes a model‐based process that strengthens the links between the SoS analysis stage and the architecture stage in the wave life cycle. We ensure that the mission and role concepts for the SoS definition are sufficiently abstract to allow adaptation to the variability of the environment. This definition is translated into an abstract architecture that guides the choices of the system architect during the design and evolution stages. The proposed language is an adaptation of the Systems Modeling Language (SysML). Furthermore, we define a crowd management SoS to illustrate the process.
Published: 2019

5. Deploying Heterogeneity-aware Deep Learning Workloads on the Computing Continuum

Author: Bouvier, Thomas, Costan, Alexandru, Antoniu, Gabriel, Scalable Storage for Clouds and Beyond (KerData), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: incremental learning, Deep Learning, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], heterogeneous systems, continual learning, Computing Continuum
Abstract: National audience; The increasing need for real-time analytics motivated the emergence of new incremental methods to learn representations from continuous flows of data, especially in the context of the Internet of Things. This trend led to the evolution of centralized computing infrastructures towards interconnected processing units spanning from edge devices to cloud data centers. This new paradigm is referred to as the Computing or Edge-to-Cloud Continuum. However, the network and compute heterogeneity across and within clusters may negatively impact Deep Learning (DL) training. We introduce a roadmap for understanding the end-to-end performance of DL workloads in such heterogeneous settings. The goal is to identify key parameters leading to stragglers and devise novel intra- and inter-cluster strategies to address them. We will explore various policies aiming to improve makespan, cost and fairness objectives while ensuring system scalability.
Published: 2021

6. DOLPHIN: A Framework for the Design and Perceptual Evaluation of Ultrasound Mid-Air Haptic Stimuli

Author: William Frier, Quentin Zanini, Guillaume Gicquel, Claudio Pacchierotti, Maud Marchal, Thomas Howard, Lendy Mulot, École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ultraleap Ltd. [Bristol], European Project: 801413,H-Reality(2018), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Computer science, business.industry, media_common.quotation_subject, 05 social sciences, Sampling (statistics), 020207 software engineering, Usability, 02 engineering and technology, Stimulus (physiology), Curvature, Rendering (computer graphics), Stimulus design, Perception, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Perceptual evaluation, 0501 psychology and cognitive sciences, Computer vision, Artificial intelligence, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Set (psychology), business, Mid-air haptics, 050107 human factors, Haptic technology, media_common
Abstract: International audience; Ultrasound mid-air haptic interfaces can display highly reconfigurable vibrotactile shapes in mid-air for human-computer interaction (HCI) applications. The choice of stimulus shape, spatial, temporal and modulation parameters yields a complex design space, yet relatively little is known about the impact of these design choices on perceived stimulus properties. We define the combination of a spatial discretization of an abstract shape and a set of rules for the temporal display order and intensity modulation of the resulting points as a sampling strategy. We developed DOLPHIN, an open-source framework to aid in designing mid-air stimuli. DOLPHIN allows the study of the impact of rendering parameters on perceived stimulus properties. This platform-agnostic framework standardizes stimulus descriptions as a step toward more replicability and easier communication in the field. It enables reproduction of stimuli between perceptual experiments and ensures stimuli used in applications correspond to those evaluated in prior perceptual studies. We validated DOLPHIN's usability by conducting a user study assessing the impact of sampling strategy design on curvature discrimination for dynamic mid-air haptic stimuli. The Weber fractions for just-noticeable differences (JNDs) in curvature were found to range between 1 and 1.4, yet no significant effect of the number of spatial sampling points on curvature discrimination was found. This result shows a practical use-case for DOLPHIN and provides insight into rendering mid-air haptic curvature.
Published: 2021

7. Ranging and Location attacks on 802.11 FTM

Author: Romaric Ludinard, Nicolas Montavont, Jerome Henry, Yann Busnel, Cisco Systems, CISCO Systems, Inc, Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (IMT Atlantique - SRCD), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Dependability Interoperability and perfOrmance aNalYsiS Of networkS (DIONYSOS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Advanced technologies for operated networks (ADOPNET), Université de Rennes (UR)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Subjects: Intersection (set theory), Computer science, business.industry, Real-time computing, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS, 020302 automobile design & engineering, Ranging, 02 engineering and technology, Kalman filter, Adversary, FTM, 0203 mechanical engineering, [INFO.INFO-IT]Computer Science [cs]/Information Theory [cs.IT], Path (graph theory), Range (statistics), Global Positioning System, 802.11az, Minification, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], business, location
Abstract: International audience; 802.11 Fine Timing Measurement is an indoor ranging technique. Because it is unauthenticated and unprotected, our experiments indicate that an adversary can implement ranging and location attacks, causing an unsuspecting client to incorporate forged values into its location computation. FTM clients tend to range against a small set of responders (top 3 to 6 responders with strongest signal). Once ranges have been collected, the client can compute its location using various techniques, such as 3-sphere intersection, matrix error minimization techniques or Kalman filter. Irrespective of the technique, we show in this paper that an attacker can cause a ranging client to deviate from its intended path, which can have dire consequences in some settings (e.g., automatic shuttle in public venue causing damages). We also show that protection intended for attacks on comparable ranging techniques, like GPS, are ineffective in the case of FTM.
Published: 2021

8. Parametric Graph for Unimodal Ranking Bandit

Author: Gauthier, Camille-Sovanneary, Gaudel, Romaric, Fromont, Elisa, Lompo, Boammani, Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM), GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), LVMH Moët Hennessy Louis Vuitton, Ecole Nationale de la Statistique et de l'Analyse de l'Information [Bruz] (ENSAI), Centre de Recherche en Economie et Statistique [Bruz] (CREST), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes), Louis Vuitton, Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Computer Science::Machine Learning, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG]
Abstract: International audience; We tackle the online ranking problem of assigning L items to K positions on a web page in order to maximize the number of user clicks. We propose an original algorithm, easy to implement and with strong theoretical guarantees to tackle this problem in the Position-Based Model (PBM) setting, well suited for applications where items are displayed on a grid. Besides learning to rank, our algorithm, GRAB (for parametric Graph for unimodal RAnking Bandit), also learns the parameter of a compact graph over permutations of K items among L. The logarithmic regret bound of this algorithm is a direct consequence of the unimodality property of the bandit setting with respect to the learned graph. Experiments against state-ofthe-art learning algorithms which also tackle the PBM setting, show that our method is more efficient while giving regret performance on par with the best known algorithms on simulated and real life datasets.
Published: 2021

9. Scalable clustering of segmented trajectories within a continuous time framework. Application to maritime traffic data

Author: Chloé Friguet, Romain Tavenard, Laetitia Chapel, Pierre Gloaguen, Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA Paris-Saclay), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Observation de l’environnement par imagerie complexe (OBELIX), SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique (LETG - Rennes), Littoral, Environnement, Télédétection, Géomatique UMR 6554 (LETG), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), ANR-16-ASTR-0026,SESAME,geStion et Exploitation des flux de Données SAtellitaires AIS & Sentinel pour la surveillance du trafic MaritimE(2016), ANR-18-CE23-0006,MATS,Apprentissage Statistique pour les Séries Temporelles Environnementales(2018), Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Environment observation with complex imagery (OBELIX), Université de Bretagne Sud (UBS)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Brest (UBO)-Université de Rennes 2 (UR2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université d'Angers (UA)-École pratique des hautes études (EPHE), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Géographie et d'Aménagement Régional de l'Université de Nantes (IGARUN), Tavenard, Romain, geStion et Exploitation des flux de Données SAtellitaires AIS & Sentinel pour la surveillance du trafic MaritimE - - SESAME2016 - ANR-16-ASTR-0026 - ASTRID - VALID, and APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Apprentissage Statistique pour les Séries Temporelles Environnementales - - MATS2018 - ANR-18-CE23-0006 - AAPG2018 - VALID
Subjects: Hierarchical Dirichlet process, Trajectory clustering, Computer science, Bayesian probability, Inference, Context (language use), 02 engineering and technology, computer.software_genre, 01 natural sciences, AIS data, 010104 statistics & probability, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Artificial Intelligence, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 0101 mathematics, Cluster analysis, [MATH.MATH-ST] Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Scalability, [INFO.INFO-LG] Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Identification (information), Stochastic variational inference, Continuous time, Trajectory, 020201 artificial intelligence & image processing, Data mining, computer, Software
Abstract: International audience; In the context of the surveillance of the maritime traffic, a major challenge is the automatic identification of traffic flows from a set of observed trajectories, in order to derive good management measures or to detect abnormal or illegal behaviours for example. In this paper, we propose a new modelling framework to cluster sequences of a large amount of trajectories recorded at potentially irregular frequencies. The model is specified within a continuous time framework, being robust to irregular sampling in records and accounting for possible heterogeneous movement patterns within a single trajectory. It partitions a trajectory into sub-trajectories, or movement modes, allowing a clustering of both individuals' movement patterns and trajectories. The clustering is performed using non parametric Bayesian methods, namely the hierarchical Dirichlet process, and considers a stochastic variational inference to estimate the model's parameters, hence providing a scalable method in an easy-to-distribute framework. Performance is assessed on both simulated data and on our motivational large trajectory dataset from the Automatic Identification System (AIS), used to monitor the world maritime traffic: the clusters represent significant, atomic motion-patterns, making the model informative for stakeholders.
Published: 2021

10. Support des compilateurs statiques et dynamiques pour les systèmes informatiques alimentés par intermittence

Author: Yarahmadi, Bahram, Pushing Architecture and Compilation for Application Performance (PACAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Inria Rennes - Bretagne Atlantique, Erven Rohou, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université Rennes 1, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: analyse statique, point de contrôle, compilation dynamique, [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], Checkpoint, Dynamic Compilation, Static Analysis, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, Exécution intermittente, Intermittent Execution
Abstract: With the advent of Internet of things (IoT), there is a need to provide energy for a massive number of smart tiny devices without using large, heavy, and high maintenance batteries. One promising way is to harvest energy from the environment and store it into an energy buffer such as a capacitor. In this way, programs are being executed as long as there is available energy in the capacitor, and crash when it exhausts. Recently, different software and hardware based checkpointing strategies have been proposed to make forward progress toward execution for energy harvesting IoT devices. This thesis introduces two different software solutions based on static and dynamic compilation. The proposed static compiler inserts checkpoints based on statically-computed worst-case energy consumption of code sections. Moreover, it applies classical compiler optimizations in order to decrease the required number of checkpoints at runtime. The proposed dynamic compilation technique delays checkpoint placement and specialization to the runtime and takes decisions based on the past power failures and execution paths taken before each power failure. Both proposed solutions guarantee making forward progress as well as keeping the memory consistent. Furthermore, they aim to increase portability by not using any hardware feature of the IoT device. In addition, they are transparent to the programmer.; Récemment, différentes stratégies de checkpointing basées sur le logiciel et le matériel ont été proposées pour avancer vers l'exécution pour les dispositifs IoT de récolte d'énergie. Cette thèse présente deux solutions logicielles différentes basées sur la compilation statique et dynamique. Le compilateur statique proposé insère des points de contrôle basés sur la pire consommation d'énergie des sections de code calculée de manière statique. En outre, il applique les optimisations classiques du compilateur afin de réduire le nombre de points de contrôle requis à l'exécution. La technique de compilation dynamique proposée reporte le placement et la spécialisation des points de contrôle au moment de l'exécution et prend des décisions en fonction des pannes de courant passées et des chemins d'exécution empruntés avant chaque panne de courant. Les deux solutions proposées garantissent une progression vers l'avant ainsi que le maintien de la cohérence de la mémoire. En outre, elles visent à accroître la portabilité en n'utilisant aucune caractéristique matérielle des systèmes IoT. En outre, elles sont transparentes pour le programmeur.
Published: 2021

11. Static and dynamic compiler support for intermittently powered computer systems

Author: Yarahmadi, Bahram, Pushing Architecture and Compilation for Application Performance (PACAP), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Inria Rennes - Bretagne Atlantique, Erven Rohou, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and Université Rennes 1
Subjects: analyse statique, point de contrôle, compilation dynamique, [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], Checkpoint, Dynamic Compilation, Static Analysis, [INFO.INFO-ES]Computer Science [cs]/Embedded Systems, Exécution intermittente, Intermittent Execution
Abstract: With the advent of Internet of things (IoT), there is a need to provide energy for a massive number of smart tiny devices without using large, heavy, and high maintenance batteries. One promising way is to harvest energy from the environment and store it into an energy buffer such as a capacitor. In this way, programs are being executed as long as there is available energy in the capacitor, and crash when it exhausts. Recently, different software and hardware based checkpointing strategies have been proposed to make forward progress toward execution for energy harvesting IoT devices. This thesis introduces two different software solutions based on static and dynamic compilation. The proposed static compiler inserts checkpoints based on statically-computed worst-case energy consumption of code sections. Moreover, it applies classical compiler optimizations in order to decrease the required number of checkpoints at runtime. The proposed dynamic compilation technique delays checkpoint placement and specialization to the runtime and takes decisions based on the past power failures and execution paths taken before each power failure. Both proposed solutions guarantee making forward progress as well as keeping the memory consistent. Furthermore, they aim to increase portability by not using any hardware feature of the IoT device. In addition, they are transparent to the programmer.; Récemment, différentes stratégies de checkpointing basées sur le logiciel et le matériel ont été proposées pour avancer vers l'exécution pour les dispositifs IoT de récolte d'énergie. Cette thèse présente deux solutions logicielles différentes basées sur la compilation statique et dynamique. Le compilateur statique proposé insère des points de contrôle basés sur la pire consommation d'énergie des sections de code calculée de manière statique. En outre, il applique les optimisations classiques du compilateur afin de réduire le nombre de points de contrôle requis à l'exécution. La technique de compilation dynamique proposée reporte le placement et la spécialisation des points de contrôle au moment de l'exécution et prend des décisions en fonction des pannes de courant passées et des chemins d'exécution empruntés avant chaque panne de courant. Les deux solutions proposées garantissent une progression vers l'avant ainsi que le maintien de la cohérence de la mémoire. En outre, elles visent à accroître la portabilité en n'utilisant aucune caractéristique matérielle des systèmes IoT. En outre, elles sont transparentes pour le programmeur.
Published: 2021

12. Dataflow Algorithm aRchitecture co-design of SKA pipeline for Exascale Radio Astronomy

Author: Charlet, Daniel, Desnos, Karol, Dardaillon, Mickaël, Ferrari, André, Ferrari, Chiara, Gac, Nicolas, Nezan, Jean Francois, Orieux, François, Prunet, Simon, Quinson, Martin, Suter, Frédéric, Tasse, Cyril, Dumez-Viou, Cedric, Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Nantes (UN), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA), Laboratoire des signaux et systèmes (L2S), CentraleSupélec-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Design and Implementation of Autonomous Distributed Systems (MYRIADS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Centre de Calcul de l'IN2P3 (CC-IN2P3), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation (GEPI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité Scientifique de la Station de Nançay (USN), Université d'Orléans (UO)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-20-CE46-0001,DARK-ERA,Adéquation Algorithme Architecture basée sur une description flot de données du pipeline SKA pour la radioastronomie exascale(2020), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers en région Centre (OSUC), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université d'Orléans (UO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Orléans (UO), Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Gac, Nicolas, and Adéquation Algorithme Architecture basée sur une description flot de données du pipeline SKA pour la radioastronomie exascale - - DARK-ERA2020 - ANR-20-CE46-0001 - AAPG2020 - VALID
Subjects: [INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], [INFO.INFO-AR] Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.SIGNAL] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience
Published: 2021

13. Semantic Transducer for Interface Theories

Author: Lamercerie, Aurélien, Modélisation hybride & conception par contrats pour les systèmes embarqués multi-physiques (HYCOMES), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes 1, Benoid Caillaud, Annie Foret, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université Rennes 1, Rennes 1, Benoit Caillaud, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Requirements Engineering, Représentation sémantique, Ingénierie des exigences, ACM: I.: Computing Methodologies/I.2: ARTIFICIAL INTELLIGENCE/I.2.7: Natural Language Processing/I.2.7.3: Language parsing and understanding, [INFO.INFO-IA]Computer Science [cs]/Computer Aided Engineering, Contract Theory, Traitement automatique du langage naturel, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Compositional Algebra, Raisonnement par contrats, [INFO]Computer Science [cs], ACM: I.: Computing Methodologies/I.2: ARTIFICIAL INTELLIGENCE/I.2.7: Natural Language Processing/I.2.7.6: Text analysis, ACM: D.: Software/D.2: SOFTWARE ENGINEERING/D.2.1: Requirements/Specifications, Algèbre de composition, Meaning Representation, Natural Language Processing
Abstract: The specification of technical systems is a complex and error-prone task. From a methodological point of view, the expected characteristics must be rigorously specified. In practice, specifications group together the desired properties in the form of a list of rules to be checked, called requirements. The challenge of this book is to build an analysis process for application on textual documents, written in a natural language such as English. The targeted implementation is an end-to-end automated processing chain, and integrating faculties of interpretation and reasoning on specification data. Precisely, we propose to study and experiment how to link natural language statements to formal models that can be exploited in a theoretical framework. First, the principle of semantic transduction is advanced to extract and formalize natural language statements. In a second step, the algebraic properties of specification models are studied to define a theory to verify the consistency of requirements.; La spécification de systèmes techniques est une tâche complexe et source d'erreurs. D'un point de vue méthodologique, les caractéristiques attendues doivent être rigoureusement spécifiées. En pratique, des cahiers des charges regroupent les propriétés voulues sous la forme d'une liste de règles à vérifier, nommées exigences. L'enjeu de cet ouvrage est la construction d'un processus d'analyse pour une application sur des documents textuels, rédigés dans un langage naturel tel que l'anglais. La mise en oeuvre visée est une chaine de traitement, automatisée de bout-en-bout, et intégrant des facultés d'interprétation et de raisonnement sur les données traitées. Précisément, nous proposons d'étudier et expérimenter comment relier des énoncés du langage naturel à des modèles formels exploitables dans un cadre théorique adapté. Premièrement, le principe de transduction sémantique est avancé pour extraire et formaliser des énoncés du langage naturel. Dans un second temps, les propriétés algébriques de modèles de spécification sont étudiés pour définir une théorie permettant de vérifier la consistance des exigences d'un cahier des charges.
Published: 2021

14. A Multi-agent OpenAI Gym Environment for Telecom Providers Cooperation

Author: Tayeb Lemlouma, Benoit Radier, Tangui Le Gleau, Xavier Marjou, Orange Labs [Lannion], France Télécom, RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec
Subjects: 0303 health sciences, business.industry, Computer science, Quality of service, Multi-agent system, 010102 general mathematics, Social dilemma, 01 natural sciences, Shared resource, 03 medical and health sciences, symbols.namesake, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Game Theory, Nash equilibrium, simulation frameworks, symbols, Reinforcement learning, The Internet, 0101 mathematics, business, Telecommunications, Game theory, 030304 developmental biology, RAN sharing
Abstract: International audience; The ever-increasing use of the Internet (streaming, Internet of things, etc.) constantly demands more connectivity, which incentivises telecommunications providers to collaborate by sharing resources to collectively increase the quality of service without deploying more infrastructure. However, to the best of our knowledge, there is no tool for testing and evaluating participation strategies in such collaborations. This article presents a new adaptable framework, based on the OpenAI Gym toolkit, allowing to generate customisable environments for cooperating on radio resources. This framework facilitates the development and comparison of agents (such as reinforcement learning agents) in a generic way. The main goal of the paper is to detail the available functionalities of our framework. We then focus on game theory aspects as multi-player games induced by these environments can be considered as sequential social dilemmas. We show in particular that although each agent has no incentive to remain cooperative at each step of such iterated games, a mutual cooperation provides better outcomes (in other words, Nash Equilibrium is non optimal)
Published: 2021

15. Multimodal Neurofeedback based on EEG/fMRI Imaging Techniques and Visuo-Haptic Feedback for Stroke Rehabilitation

Author: Fleury, Mathis, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Empenn, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), 3D interaction with virtual environments using body and mind (Hybrid), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Anatole Lécuyer, Christian Barillot, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Neuroimagerie: méthodes et applications (Empenn), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université Rennes 1, Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Stroke rehabilitation, Imagerie parRésonance Magnétique fonctionnel (IRMf), Visuo-Haptic, Electroencéphalographie (EEG), [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnel, Neurofeedback, Feedback Visuo-Haptique, Feedback, Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), Rééducation post-AVC, Electroencephalography (EEG), Électroencéphalographie, Neurofeedback (NF)
Abstract: Neurofeedback (NF) is a technique that consists of sending back to an individual information on his brain activity, thus allowing him to modulate it. NF has thus been studied as a tool for brain rehabilitation in a large number of neurological and psychiatric disorders, and in particular for post-stroke rehabilitation. In this thesis, we have proposed and studied new multimodal NF systems, both at the input level, by combining multiple neuroimaging modalities - in particular Electroencephalography (EEG) and Functional Imaging Magnetic Resonance (fMRI), and at the output level, by proposing multimodal feedback combining visual and haptic feedback. In the first part of this thesis, we studied the possibility of combining visual and haptic feedback for a NF task. In a first step, we showed that the combination of visual feedback (3D moving hand), with the association of vibrations on the wrists, produced illusions of movement more intense than the use of a static hand or without feedback. In a second step, we showed that the use of visual-haptic (VH) feedback combined with a motor imaging (MI) task produced higher activations than with the MI task alone. Finally, we studied and implemented this VH feedback in the context of an MI-NF-IRMf study, where this feedback was confronted with the same feedback but visual alone (V) and haptic alone (H). Analysis of the NF scores and fMRI-fMRI activations suggests that this VH feedback led to more intense activations in the motor cortex than the H and V feedback alone and therefore may be potentially promising for stroke rehabilitation based on fMRI-NF. In the second part of this thesis, we have implemented an algorithm to locate the position of the EEG electrodes within EEG-fMRI experiments, which may prove useful in future EEG-fMRI-NF experiments. Finally, we present a multimodal, multi-session, EEG-fMRI-NF study with four stroke patients. Results suggest that two out of four patients benefited from NF training and reported significant functional gain, even though they were in the chronic phase of stroke.; Le Neurofeedback (NF) est une technique consistant à renvoyer à un individu des informations sur son activité cérébrale, lui permettant ainsi de la moduler. Le NF a ainsi été étudié comme outil de rééducation cérébrale dans un grand nombre de troubles neurologique et psychiatrique, notamment pour de la rééducation post-Accident Vasculaire Cérébrale (AVC). Dans cette thèse, nous avons proposé et étudié de nouveaux systèmes de NF multimodaux, tant au niveau de l'entrée, en combinant plusieurs modalités de neuroimageries - en particulier l'ElectroEncephaloGraphie (EEG) et l'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), qu'au niveau de la sortie, en proposant des feedbacks multimodaux combinant feedback visuel et haptique. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié la possibilité de combiné feedback visuel et feedback haptique pour une tâche de NF. Dans un premier temps, nous avons ainsi montré que la combinaison d'un feedback visuel (main en 3D en mouvement), avec l'association de vibrations sur les poignets, produisaient des illusions de mouvement plus intense que l'utilisation d'une main statique ou sans feedback. Dans un second temps, nous avons montré que l'utilisation d'un feedback visuo-haptique (VH) associé à une tâche d'imagerie motrice (IM) produisait des activations plus importantes que lors de tâche d'IM seule. Enfin, nous avons étudié et implémenté ce feedback VH dans le contexte d'une étude MI-NF-IRMf, où ce feedback était confronté au même feedback mais visuel seul (V) et haptique seule (H). L'analyse des scores NF et des activations IRMf suggère que ce feedback VH a conduit à des activations dans le cortex motor plus intense que les feedback H et V seules et pourrait donc être potentiellement prometteur pour la rééducation post-AVC basée sur le fMRI-NF. Dans la sconde partie de cette thèse, nous avons implémenté un algorithme permettant de localiser la position des électrodes EEG lors d'expérience EEG-IRMf, cette information pourrait s'avérer utile à l'avenir pour des expériences EEG-fMRI-NF. Enfin, nous présentons une étude EEG-fMRI-NF multimodale, sur plusieurs séances, avec quatre patients victimes d'un AVC. Les résultats suggèrent que deux patients sur quatre ont bénéficié de l'entrainement NF et ont fait état d'un gain fonctionnel important, même s'ils étaient en phase chronique de l'AVC.
Published: 2021

16. Deep Software Variability: Towards Handling Cross-Layer Configuration

Author: Luc Lesoil, Arnaud Blouin, Jean-Marc Jézéquel, Mathieu Acher, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Diversity-centric Software Engineering (DiverSe), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Reliable and efficient component based software engineering (TRISKELL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), This research was funded by the ANR-17-CE25-0010-01 VaryVary project., ANR-17-CE25-0010,VaryVary,Faire Varier la Variabilité(2017), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Computer science, business.industry, media_common.quotation_subject, Distributed computing, 020207 software engineering, Context (language use), 02 engineering and technology, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], Term (time), Software, Debugging, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Encoding (memory), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Layer (object-oriented design), business, Encoder, Combinatorial explosion, media_common
Abstract: International audience; Configuring software is a powerful means to reach functional and performance goals of a system. However, many layers (hardware, operating system, input data, etc.), themselves subject to variability, can alter performances of software configurations. For instance, configurations' options of the x264 video encoder may have very different effects on x264's encoding time when used with different input videos, depending on the hardware on which it is executed. In this vision paper, we coin the term deep software variability to refer to the interaction of all external layers modifying the behavior or non-functional properties of a software. Deep software variability challenges practitioners and researchers: the combinatorial explosion of possible executing environments complicates the understanding, the configuration, the maintenance, the debug, and the test of configurable systems. There are also opportunities: harnessing all variability layers (and not only the software layer) can lead to more efficient systems and configuration knowledge that truly generalizes to any usage and context.
Published: 2021

17. Software sensitivity to control flow hijack

Author: Louboutin, Etienne, Process for Adaptative Software Systems (PASS), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Département Informatique (IMT Atlantique - INFO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, Fabien Dagnat, IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Sécurité à la conception, Sensibilité aux attaques, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Détournement de flot de contrôle, Control flow hijack, Binary analysis, Security-By-Design, [INFO.INFO-SE]Computer Science [cs]/Software Engineering [cs.SE], Analyse de binaires, Sensitivity to attacks
Abstract: The security of a software can be taken into account right from the design stage. This approach, called security by design, allows to influence as early as possible the design to influence the architecture of a software. The protections against control flow hijacks, such as return oriented programming, are not designed to change the way of designing the software. They often aim to protect a software either during its compilation or by working directly on the binary produced. In this thesis, we propose metrics allowing a developer to evaluate the sensitivity of a software program to attacks by control flow hijacks. To ease development, metrics defined allow to identify the parameters used in the production of binaries of a software that result in increased sensitivity to these attacks. The use of of these metrics are illustrated in this thesis by studying the influence of compilers and their options, languages and hardware architectures; La sécurité d'un logiciel peut être prise en compte dès la conception. Cette approche, appelée security by design, permet d'influer au plus tôt de la conception pour influer sur l'architecture d'un logiciel. Les protections contre les attaques par détournement de flot d'exécution, comme le return oriented programming, ne sont pas pensées pour changer la manière de concevoir un logiciel, mais permettent de protéger un logiciel soit lors de sa compilation soit en travaillant directement sur le binaire produit. Dans cette thèse, nous proposons des métriques permettant à un développeur d'évaluer la sensibilité d'un logiciel face aux attaques par détournement de flot d'exécution. Pour aider le développement, les métriques définies permettent d'identifier les paramètres de production de binaires d'un logiciel qui entrainent une sensibilité accrue à ces attaques. L'utilisation de ces métriques sont illustrées dans cette thèse en étudiant l'influence de compilateurs et de leurs options, de langages et architectures matérielles.
Published: 2021

18. Structural Analysis of Multimode DAE Systems: summary of results

Author: Benveniste, Albert, Caillaud, Benoît, Malandain, Mathias, Modélisation hybride & conception par contrats pour les systèmes embarqués multi-physiques (HYCOMES), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), FUI ModeliScale DOS0066450/00 French national grant (2018-2021) and Inria IPL ModeliScale large scale initiative (2017-2021, https://team.inria.fr/modeliscale/ ), Hycomes, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: mDAE, [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], Analyse structurelle, IPLModeliscale, variable structure systems, hybrid systems, Nonstandard analysis, systèmes multi-mode, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, équations algébro-différentielles (DAE), HybridLang, ComputingMethodologies_SYMBOLICANDALGEBRAICMANIPULATION, modèles à structure variable, multimode systems, structural analysis, DAE
Abstract: Modern modeling languages for general physical systems, such as Modelica, Amesim, or Simscape, rely on Differential Algebraic Equations (DAEs), i.e., constraints of the form f(\dot{x},x,u)=0. This drastically facilitates modeling from first principles of the physics, as well as model reuse. In recent works [RR-9334], we presented the mathematical theory needed to establish the development of compilers and tools for DAE-based physical modeling languages on solid mathematical grounds.At the core of this analysis sits the so-called *structural analysis*, whose purpose, at compile time, is to either identify under- and over-specified subsystems (if any), or to rewrite the model in a form amenable of existing DAE solvers, including the handling of mode change events. The notion of “structure” collects, for each mode and mode change event, the variables and equations involved, as well as the *latent equations* (additional equations redundant with the system), needed to prepare the code submitted to the solver. The notion of DAE *index* (the minimal number of times any equation has to be possibly differentiated) is part of this structural analysis. This report complements [RR-9334] by collecting all the needed background on structural analysis. The body of knowledge on structural analysis is large and scattered, which also motivated us to collect it in a single report.We first explain the primary meaning of structural analysis of systems of equations, namely the study of their regularity or singularity in some generic sense. We then briefly review the body of graph theory used in this context. We develop some extensions, for which we are not aware of any reference, namely the structural analysis of systems of equations with existential quantifiers. For the structural analysis of DAE systems, we focus on John Pryce's Sigma-method, that we both summarize and extend to non-square systems. The uses of these tools and methods in [RR9334] are highlighted in this report.; Les langages modernes de modélisation de systèmes physiques, tels que Modelica, Amesim ou Simscape, s’appuient sur des Equations Algébro-Différentielles (DAE, de l’anglais Differential-Algebraic Equations), c’est-à-dire des contraintes de la forme f(\dot{x},x,u)=0. La modélisation à partir des premiers principes de la physique, ainsi que la réutilisation de modèles, sont facilitées par cette approche. Dans des travaux récents [2, 3], nous présentons la théorie mathématique requise pour le développement de compilateurs et d’outils pour les langages de modélisation à base de DAE sur des bases mathématiques solides.Cette analyse s’appuie sur l’analyse structurelle, dont le but, à la compilation d’un modèle, est soit d’identifier d’éventuels sous-systèmes sous- et sur-déterminés, soit de réécrire le modèle en vue de son traitement par des solveurs de DAE existants, en prenant en compte les évènements dechangements de mode. La notion de ”structure” rassemble, pour chaque mode et chaque changement de mode, les équations et les variables impliquées, ainsi que les équations latentes (des équations supplémentaires redondantes), requises pour construire le code soumis au solveur numérique. La notion d’index d’un système de DAE, lié aux nombres de différentiations successives devant être appliquées à ses équations, est partie intégrante de cette analyse structurelle.Le présent rapport vient en complément de [2, 3], en rassemblant toutes les connaissances requises en analyse structurelle. Ce travail a également été motivé par le fait que ce vaste corpus de connaissances est éparpillé dans la littérature. Nous expliquons d’abord le sens premier de l’analyse structurelle de systèmes d’équations, à savoir, l’étude de leur régularité ou singularité dans un sens générique. Nous passons ensuite enrevue les éléments de théorie des graphes utilisés dans ce contexte. Nous développons également une extension qui est, à notre connaissance, inédite dans la littérature sur le sujet : l’analyse structurelle de systèmes d’équations contenant des quantificateurs existentiels.Pour l’analyse structurelle de systèmes de DAE, nous nous focalisons sur la Σ-méthode de J. Pryce, qui est résumée puis étendue à des systèmes non-carrés. Les utilisations de ces outils et méthodes dans [2, 3] sont mises en évidence dans ce rapport.
Published: 2021

19. Compressive Statistical Learning with Random Feature Moments

Author: Yann Traonmilin, Rémi Gribonval, Gilles Blanchard, Nicolas Keriven, Parcimonie et Nouveaux Algorithmes pour le Signal et la Modélisation Audio (PANAMA), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Dynamic Networks : Temporal and Structural Capture Approach (DANTE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut für Mathematik [Potsdam], Universität Potsdam, Laboratoire de Mathématiques d'Orsay (LMO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Understanding the Shape of Data (DATASHAPE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), GIPSA Pôle Géométrie, Apprentissage, Information et Algorithmes (GIPSA-GAIA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 277906,EC:FP7:ERC,ERC-2011-StG_20101014,PLEASE(2012), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), University of Potsdam = Universität Potsdam, Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported in part by the European Research Council, PLEASE project (ERC-StG-2011-277906), the german DFG (FOR-1735 'Structural inference in statistics', SFB-1294 'Data As- similation'), the Franco-German University through the binational Doktorandenkolleg CDFA 01-18, and the ANR (ANR-19-CHIA-0021-01, project BISCOTTE, ANR-19-CHIA-0009, project AllegroAssai)., ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), ANR-19-CHIA-0021,BISCOTTE,Approches statistiquement et computationnellement efficicaces pour l'intelligence artificielle(2019), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was supported in part by the European Research Council, PLEASE project (ERC-StG2011-277906), the german DFG (FOR-1735 'Structural inference in statistics', SFB-1294 'Data Assimilation'), and the the Franco-German University through the binational Doktorandenkolle CDFA 01-18., Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon, SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer Science - Machine Learning, Computer science, dimension reduction, Gaussian, Computer Science - Information Theory, excess risk control, Machine Learning (stat.ML), Mathematics - Statistics Theory, Statistics Theory (math.ST), Data_CODINGANDINFORMATIONTHEORY, Machine Learning (cs.LG), symbols.namesake, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Statistics - Machine Learning, [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], FOS: Mathematics, Feature (machine learning), random features, Cluster analysis, Statistical learning, Information Theory (cs.IT), Dimensionality reduction, Variance (accounting), Sketch, statistical learning, [INFO.INFO-IT]Computer Science [cs]/Information Theory [cs.IT], Non-linear least squares, symbols, sketching, random moments, Algorithm, Kernel mean embedding
Abstract: We describe a general framework -- compressive statistical learning -- for resource-efficient large-scale learning: the training collection is compressed in one pass into a low-dimensional sketch (a vector of random empirical generalized moments) that captures the information relevant to the considered learning task. A near-minimizer of the risk is computed from the sketch through the solution of a nonlinear least squares problem. We investigate sufficient sketch sizes to control the generalization error of this procedure. The framework is illustrated on compressive PCA, compressive clustering, and compressive Gaussian mixture Modeling with fixed known variance. The latter two are further developed in a companion paper., Main novelties between version 1 and version 2: improved concentration bounds, improved sketch sizes for compressive k-means and compressive GMM that now scale linearly with the ambient dimensionMain novelties of version 3: all content on compressive clustering and compressive GMM is now developed in the companion paper hal-02536818; improved statistical guarantees in a generic framework with illustration of the improvements on compressive PCA. Mathematical Statistics and Learning, EMS Publishing House, In press
Published: 2021

20. Semi-supervised semantic segmentation in Earth Observation: the MiniFrance suite, dataset analysis and multi-task network study

Author: Sébastien Lefèvre, Nicolas Audebert, Alexandre Boulch, Javiera Castillo-Navarro, Bertrand Le Saux, Environment observation with complex imagery (OBELIX), Université de Bretagne Sud (UBS)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, DTIS, ONERA, Université Paris Saclay [Palaiseau], ONERA-Université Paris-Saclay, Observation de l’environnement par imagerie complexe (OBELIX), SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), European Space Research Institute (ESRIN), European Space Agency (ESA), Valeo.ai, VALEO, Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), CEDRIC. Données complexes, apprentissage et représentations (CEDRIC - VERTIGO), Centre d'études et de recherche en informatique et communications (CEDRIC), Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), SIGNAL, IMAGE ET LANGAGE (IRISA-D6), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Agence Spatiale Européenne = European Space Agency (ESA), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
Subjects: semi-supervised learning, FOS: Computer and information sciences, Earth observation, Computer science, Computer Vision and Pattern Recognition (cs.CV), Computer Science - Computer Vision and Pattern Recognition, earth observation, 02 engineering and technology, Semi-supervised learning, Land cover, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], Machine learning, computer.software_genre, Semantics, Field (computer science), remote sensing, Deep Learning, Artificial Intelligence, 020204 information systems, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Leverage (statistics), Segmentation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, business.industry, Deep learning, [INFO.INFO-CV]Computer Science [cs]/Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV], [INFO.INFO-TI]Computer Science [cs]/Image Processing [eess.IV], 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, business, computer, Software
Abstract: The development of semi-supervised learning techniques is essential to enhance the generalization capacities of machine learning algorithms. Indeed, raw image data are abundant while labels are scarce, therefore it is crucial to leverage unlabeled inputs to build better models. The availability of large databases have been key for the development of learning algorithms with high level performance. Despite the major role of machine learning in Earth Observation to derive products such as land cover maps, datasets in the field are still limited, either because of modest surface coverage, lack of variety of scenes or restricted classes to identify. We introduce a novel large-scale dataset for semi-supervised semantic segmentation in Earth Observation, the MiniFrance suite. MiniFrance has several unprecedented properties: it is large-scale, containing over 2000 very high resolution aerial images, accounting for more than 200 billions samples (pixels); it is varied, covering 16 conurbations in France, with various climates, different landscapes, and urban as well as countryside scenes; and it is challenging, considering land use classes with high-level semantics. Nevertheless, the most distinctive quality of MiniFrance is being the only dataset in the field especially designed for semi-supervised learning: it contains labeled and unlabeled images in its training partition, which reproduces a life-like scenario. Along with this dataset, we present tools for data representativeness analysis in terms of appearance similarity and a thorough study of MiniFrance data, demonstrating that it is suitable for learning and generalizes well in a semi-supervised setting. Finally, we present semi-supervised deep architectures based on multi-task learning and the first experiments on MiniFrance. These results will serve as baselines for future work on semi-supervised learning over the MiniFrance dataset. The Minifrance suite and related semi-supervised networks will be publicly available to promote semi-supervised works in Earth Observation.
Published: 2021

21. Statistical Learning Guarantees for Compressive Clustering and Compressive Mixture Modeling

Author: Nicolas Keriven, Yann Traonmilin, Rémi Gribonval, Gilles Blanchard, Parcimonie et Nouveaux Algorithmes pour le Signal et la Modélisation Audio (PANAMA), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Dynamic Networks : Temporal and Structural Capture Approach (DANTE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Laboratoire de Mathématiques d'Orsay (LMO), Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA Pôle Géométrie, Apprentissage, Information et Algorithmes (GIPSA-GAIA), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 277906,EC:FP7:ERC,ERC-2011-StG_20101014,PLEASE(2012), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Understanding the Shape of Data (DATASHAPE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Inria Saclay - Ile de France, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux (Bordeaux INP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-19-CHIA-0021,BISCOTTE,Approches statistiquement et computationnellement efficicaces pour l'intelligence artificielle(2019), ANR-19-CHIA-0009,AllegroAssai,Algorithmes, Approximations, Parcimonie et Plongements pour l'IA(2019), SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: FOS: Computer and information sciences, Computer Science::Machine Learning, Computer Science - Machine Learning, Computer science, principal component analysis, dimension reduction, Gaussian, Computer Science - Information Theory, Context (language use), Mathematics - Statistics Theory, Statistics Theory (math.ST), unsupervised learning, Machine Learning (cs.LG), symbols.namesake, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], FOS: Mathematics, Feature (machine learning), random features, Cluster analysis, mixture modeling, Information Theory (cs.IT), Dimensionality reduction, Sketch, kernel mean embedding, statistical learning, [INFO.INFO-IT]Computer Science [cs]/Information Theory [cs.IT], Principal component analysis, symbols, Unsupervised learning, random moments, Algorithm, clustering
Abstract: We provide statistical learning guarantees for two unsupervised learning tasks in the context of compressive statistical learning, a general framework for resource-efficient large-scale learning that we introduced in a companion paper.The principle of compressive statistical learning is to compress a training collection, in one pass, into a low-dimensional sketch (a vector of random empirical generalized moments) that captures the information relevant to the considered learning task. We explicitly describe and analyze random feature functions which empirical averages preserve the needed information for compressive clustering and compressive Gaussian mixture modeling with fixed known variance, and establish sufficient sketch sizes given the problem dimensions., This preprint results from a split and profound restructuring and improvements of of https://hal.inria.fr/hal-01544609v2It is a companion paper to https://hal.inria.fr/hal-01544609v3. Mathematical Statistics and Learning, EMS Publishing House, In press
Published: 2021

22. A Shared-Control Teleoperation Architecture for Nonprehensile Object Transportation

Author: Jonathan Cacace, Paolo Robuffo Giordano, Claudio Pacchierotti, Mario Selvaggio, Fabio Ruggiero, Selvaggio, Mario, Cacace, Jonathan, Pacchierotti, Claudio, Ruggiero, Fabio, Giordano, Paolo Robuffo, University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II, Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), The research leading to these results has been partially supported by the WELDON project, in the frame of Programme STAR, financially supportedby UniNA and Compagnia di San Paolo, and by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreementN°101017008., European Project: 101017008,HARMONY(2021), University of Naples Federico II, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Dexterous manipulation, Grasping, business.industry, Computer science, 02 engineering and technology, Telerobotics and Teleoperation, Object (computer science), Shared Control, Motion (physics), Computer Science Applications, 020901 industrial engineering & automation, Control and Systems Engineering, Robustness (computer science), Linear motion, Teleoperation, Trajectory, Robot, [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], Computer vision, Artificial intelligence, Electrical and Electronic Engineering, business, Haptic technology
Abstract: International audience; This article proposes a shared-control teleoperation architecture for robot manipulators transporting an object on a tray. Differently from many existing studies about remotely operated robots with firm grasping capabilities, we consider the case in which, in principle, the object can break its contact with the robot end-effector. The proposed shared-control approach automatically regulates the remote robot motion commanded by the user and the end-effector orientation to prevent the object from sliding over the tray. Furthermore, the human operator is provided with haptic cues informing about the discrepancy between the commanded and executed robot motion, which assist the operator throughout the task execution. We carried out trajectory tracking experiments employing an autonomous 7 degree-of-freedom (DoF) manipulator and compared the results obtained using the proposed approach with two different control schemes (i.e., constant tray orientation and no motion adjustment). We also carried out a human-subjects study involving eighteen participants, in which a 3-DoF haptic device was used to teleoperate the robot linear motion and display haptic cues to the operator. In all experiments, the results clearly show that our control approach outperforms the other solutions in terms of sliding prevention, robustness, commands tracking, and user's preference.
Published: 2021

23. Sparsity-based audio declipping methods: selected overview, new algorithms, and large-scale evaluation

Author: Clément Gaultier, Srdan Kitic, Nancy Bertin, Rémi Gribonval, Parcimonie et Nouveaux Algorithmes pour le Signal et la Modélisation Audio (PANAMA), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Orange Labs [Cesson-Sévigné], Orange Labs, Dynamic Networks : Temporal and Structural Capture Approach (DANTE), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire de l'Informatique du Parallélisme (LIP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), ERC-StG-2011-277906, European Research Council, European Project: 277906,EC:FP7:ERC,ERC-2011-StG_20101014,PLEASE(2012), SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut Rhône-Alpin des systèmes complexes (IXXI), Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Acoustics and Ultrasonics, Computer science, audio declipping, 02 engineering and technology, Machine learning, computer.software_genre, time-frequency, Computer Science - Sound, Field (computer science), 030507 speech-language pathology & audiology, 03 medical and health sciences, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Distortion, listening test, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Science (miscellaneous), Code (cryptography), Electrical Engineering and Systems Science - Signal Processing, Electrical and Electronic Engineering, business.industry, sparsity, 020206 networking & telecommunications, structured sparsity, Benchmarking, Speech processing, Computational Mathematics, [INFO.INFO-SD]Computer Science [cs]/Sound [cs.SD], Benchmark (computing), Artificial intelligence, 0305 other medical science, Clipping (computer graphics), business, Scale (map), computer, Electrical Engineering and Systems Science - Audio and Speech Processing
Abstract: Recent advances in audio declipping have substantially improved the state of the art.% in certain saturation regimes. Yet, practitioners need guidelines to choose a method, and while existing benchmarks have been instrumental in advancing the field, larger-scale experiments are needed to guide such choices. First, we show that the clipping levels in existing small-scale benchmarks are moderate and call for benchmarks with more perceptually significant clipping levels. We then propose a general algorithmic framework for declipping that covers existing and new combinations of variants of state-of-the-art techniques exploiting time-frequency sparsity: synthesis vs. analysis sparsity, with plain or structured sparsity. Finally, we systematically compare these combinations and a selection of state-of-the-art methods. Using a large-scale numerical benchmark and a smaller scale formal listening test, we provide guidelines for various clipping levels, both for speech and various musical genres. The code is made publicly available for the purpose of reproducible research and benchmarking.
Published: 2021

24. Learning Boolean Controls in Regulated Metabolic Networks: A Case-Study

Author: Alexander Bockmayr, Loïc Paulevé, Kerian Thuillier, Ludovic Cottret, Caroline Baroukh, Anne Siegel, Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Freie Universität Berlin, Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), ANR-20-CE45-0001,BNeDiction,Ensembles de Réseaux Booléens Prédictifs(2020), ANR-10-LABX-0041,TULIP,Towards a Unified theory of biotic Interactions: the roLe of environmental(2010), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: 0303 health sciences, Theoretical computer science, Computer science, Inference, Experimental data, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], 03 medical and health sciences, Answer set programming, 0302 clinical medicine, Regulated metabolism, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Boolean satisfiability problem, Control (linguistics), Satisfiability problem, 030217 neurology & neurosurgery, 030304 developmental biology
Abstract: International audience; Many techniques have been developed to infer Boolean regulations from a prior knowledge network and experimental data. Existing methods are able to reverse-engineer Boolean regulations for transcriptional and signaling networks, but they fail to infer regulations that control metabolic networks. This paper provides a formalisation of the inference of regulations for metabolic networks as a satisfiability problem with two levels of quantifiers, and introduces a method based on Answer Set Programming to solve this problem on a small-scale example.
Published: 2021

25. Simple, Efficient and Convenient Decentralized Multi-task Learning for Neural Networks

Author: Amaury Bouchra Pilet, Davide Frey, François Taïani, the World Is Distributed Exploring the tension between scale and coordination (WIDE), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), ANR-16-CE23-0016,PAMELA,Apprentissage automatique décentralisé et personnalisé sous contraintes(2016), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Computer science, Distributed computing, media_common.quotation_subject, Internet of Things, Federated, Multi-task learning, Multi-task, 02 engineering and technology, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], 020204 information systems, Machine learning, Convergence (routing), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Quality (business), media_common, Artificial neural network, SIMPLE (military communications protocol), Distributed, Range (mathematics), Privacy, Decentralized, Learning methods, 020201 artificial intelligence & image processing, Distributed learning, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Neural networks
Abstract: Artificial intelligence relying on machine learning is increasingly used on small, personal, network-connected devices such as smartphones and vocal assistants, and these applications will likely evolve with the development of the Internet of Things. The learning process requires a lot of data, often real users’ data, and computing power. Decentralized machine learning can help to protect users’ privacy by keeping sensitive training data on users’ devices, and has the potential to alleviate the cost born by service providers by off-loading some of the learning effort to user devices. Unfortunately, most approaches proposed so far for distributed learning with neural network are mono-task, and do not transfer easily to multi-tasks problems, for which users seek to solve related but distinct learning tasks and the few existing multi-task approaches have serious limitations. In this paper, we propose a novel learning method for neural networks that is decentralized, multitask, and keeps users’ data local. Our approach works with different learning algorithms, on various types of neural networks. We formally analyze the convergence of our method, and we evaluateits efficiency in different situations on various kind of neural networks, with different learning algorithms, thus demonstrating its benefits in terms of learning quality and convergence.
Published: 2021

26. Defragmenting the 6LoWPAN Fragmentation Landscape: A Performance Evaluation

Author: Bruniaux, Amaury, Koutsiamanis, Remous-Aris, Papadopoulos, Georgios, Montavont, Nicolas, Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (IMT Atlantique - SRCD), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Software Stack for Massively Geo-Distributed Infrastructures (STACK), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Département Automatique, Productique et Informatique (IMT Atlantique - DAPI), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Software Stack for Massively Geo-Distributed Infrastructures (LS2N - équipe STACK), and Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: IoT, 6LoWPAN, Forward Error Correction (FEC), forward error correction, fragment forwarding, RFC 4944, network coding, lcsh:Chemical technology, internet of things, Article, Internet of Things (IoT), Internet of things IoT, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Industrial IoT, fragmentation, lcsh:TP1-1185, FEC
Abstract: International audience; The emergence of the Internet of Things (IoT) has made wireless connectivity ubiquitous and necessary. Extending the IoT to the Industrial Internet of Things (IIoT) places significant demands in terms of reliability on wireless connectivity. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Std 802.15.4-2015 standard was designed in response to these demands, and the IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) adaptation layer was introduced to address (among other issues) its payload size limitations by performing packet compression and fragmentation. However, the standardised method does not cope well with low link-quality situations and, thus, we present the state-of-the-art Forward Error Correction (FEC) methods and introduce our own contribution, Network Coding FEC (NCFEC), to improve performance in these situations. We present and analyse the existing methods as well as our own theoretically, and we then implement them and perform an experimental evaluation using the 6TiSCH simulator. The simulation results demonstrate that when high reliability is required and only low quality links are available, NCFEC performs best, with a trade-off between additional network and computational overhead. In situations where the link quality can be guaranteed to be higher, simpler solutions also start to be feasible, but with reduced adaptation flexibility.
Published: 2020

27. Contrôle Partagé et Répartition d'Autorité pour la Téléopération Robotique

Author: Rahal, Rahaf, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université Rennes 1, Paolo Robuffo Giordano, Univ. Rennes 1, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: Téléopération, Teleoperation, Contrôle Partagé, [INFO.INFO-RB]Computer Science [cs]/Robotics [cs.RO], Interfaces Haptiques, [INFO.INFO-HC]Computer Science [cs]/Human-Computer Interaction [cs.HC], Robotics, Haptics, Haptique, Robotique, Shared Control
Abstract: Human robot interaction is at the core of the robotic developments over the years. In fact, while robotic autonomy has been perfected in structured and predictable environments, the human input is still needed in many cases, especially in a variable setting. This thesis falls under the general human robot interaction topic. More specifically, it deals with remote interaction under the form of teleoperation. We design novel shared control architectures for safe and intuitive robotic teleoperation, with various types of interaction and different levels of automation. We focus in this work on the use of haptics as a means of interaction, whether for providing contact forces as a feedback to the user, or as a means of guiding the user in the task execution. Starting with a robotic grasping and manipulation application, we design new haptic shared control methods targeting both the pre-grasp and the post-grasp phases. One shared control architecture aims to minimize the robot torques in a post-grasp phase, while the other focuses on minimizing the human workload during task execution. We also target a robotic cutting application, and design a novel haptic shared control technique for robotic cutting imposing non-holonomic constraints motivated by the cutting task. We finally highlight the role of haptic interaction and human input in the design of autonomous grasping algorithms, using the human experience and haptic feedback to learn autonomous grasping policies for compliant objects.; L'interaction homme-robot est au cœur des développements de la robotique au fil des ans. En effet, même si l'autonomie robotique a été mise au point dans des environnements structurés et prévisibles, le recours à l'homme est encore nécessaire dans des environnements variables. Le travail présenté s'inscrit dans le cadre du thème général de l'interaction homme-robot. Plus précisément, la thèse traite de l'interaction à distance sous forme de téléopération. Nous concevons de nouvelles architectures de contrôle partagé pour une téléopération robotique sûre et intuitive, avec divers types d'interaction (notamment des retours haptiques) et différents niveaux d'automatisation. Nous concevons d’abord de nouvelles architectures de contrôle partagé pour la saisie et la manipulation robotique avec retours haptiques, ciblant à la fois les phases de préhension et de post-préhension. La première vise à minimiser l’effort du robot en phase de post-préhension, tandis que la seconde se concentre sur la réduction de la charge de travail humaine pendant l'exécution de la tâche. Nous ciblons également une application de découpe robotique, et élaborons une nouvelle technique de contrôle partagé imposant des contraintes non holonomes motivées par la tâche de découpe. Enfin, nous mettons en évidence le rôle de l'interaction haptique dans la conception d'algorithmes de saisie autonome, en utilisant l'expérience humaine et les retours haptiques pour apprendre au robot la saisie autonome d’objets déformables.
Published: 2020

28. On Finality in Blockchains

Author: Anceaume, Emmanuelle, Del Pozzo, Antonella, Rieutord, Thibault, Tucci-Piergiovanni, Sara, Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition (CIDRE), CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université Paris-Saclay, CEA, List, F-91120, Palaiseau, France, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ANR-20-CE25-0002,ByBloS,Au-delà des Blockchains : Modules de construction pour les applications à grande échelle zero-confiance multi-utilisateurs(2020), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA))
Subjects: consistency properties, FOS: Computer and information sciences, Finality, Blockchain, Byzantine tolerant algorithms, Computer Science - Distributed, Parallel, and Cluster Computing, Distributed, Parallel, and Cluster Computing (cs.DC), [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Impossibility results, Byzantine tolerant implementations, Theory of computation, Consistency criteria
Abstract: This paper focuses on blockchain finality, which refers to the time when it becomes impossible to remove a block that has previously been appended to the blockchain. Blockchain finality can be deterministic or probabilistic, immediate or eventual. To favor availability against consistency in the face of partitions, most blockchains only offer probabilistic eventual finality: blocks may be revoked after being appended to the blockchain, yet with decreasing probability as they sink deeper into the chain. Other blockchains favor consistency by leveraging the immediate finality of Consensus - a block appended is never revoked - at the cost of additional synchronization. The quest for "good" deterministic finality properties for blockchains is still in its infancy, though. Our motivation is to provide a thorough study of several possible deterministic finality properties and explore their solvability. This is achieved by introducing the notion of bounded revocation, which informally says that the number of blocks that can be revoked from the current blockchain is bounded. Based on the requirements we impose on this revocation number, we provide reductions between different forms of eventual finality, Consensus and Eventual Consensus. From these reductions, we show some related impossibility results in presence of Byzantine processes, and provide non-trivial results. In particular, we provide an algorithm that solves a weak form of eventual finality in an asynchronous system in presence of an unbounded number of Byzantine processes. We also provide an algorithm that solves eventual finality with a bounded revocation number in an eventually synchronous environment in presence of less than half of Byzantine processes. The simplicity of the arguments should better guide blockchain designs and link them to clear formal properties of finality., LIPIcs, Vol. 217, 25th International Conference on Principles of Distributed Systems (OPODIS 2021), pages 6:1-6:19
Published: 2020

29. Safe control of obfuscation toolchains

Author: Szlifierski, Nicolas, Process for Adaptative Software Systems (PASS), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Informatique (IMT Atlantique - INFO), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, Fabien Dagnat, IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], [INFO.INFO-PL]Computer Science [cs]/Programming Languages [cs.PL], Obfuscation, Typage, Domain-Specific Language, Chaînes de compilation, Sémantiques formelles, Typing, Compilation chains, Formal semantics, Langage dédié
Abstract: Code obfuscation is a software protection technique that is designed to make reverse engineering a program more challenging, in order to protect secrets, intellectual property, or to complicate detection (malware). The obfuscation is generally carried out using a set of transformations on the target program. Obfuscation is also often used in conjunction with other software protection techniques, such as watermarking or tamperproofing. These transformations are usually integrated into code transformations applied during the compilation process, such as optimisations. However, the application of obfuscation transformations requires more preconditions on the code and more precision in the application to provide an acceptable performance/safety trade-off, making traditional compilers unsuitable for obfuscation. To address these problems, this thesis presents SCOL, a language that is able to describe the process of compiling a program while considering the specific problems of obfuscation. This allows you to describe compilation chains with a high level of abstraction, while allowing a high degree of accuracy on the composition of the transformations. The language has a type system which checks the correctness of the compilation chain. That means that the composition of transformations provides the targeted level of protection and coverage.; L’obfuscation de code est une technique de protection de programme qui consiste à rendre la rétro-ingénierie d’un programme plus difficile, afin de protéger des secrets, de la propriété intellectuelle, ou de compliquer la détection (malware). L’obfuscation est généralement effectuée à l’aide d’un ensemble de transformations sur le programme cible. L’obfuscation est également souvent utilisée en conjonction avec d’autres techniques de protection de programmes telles que le watermarking ou le tamperproofing. Ces transformations sont généralement intégrées dans les transformations de code appliquées pendant le processus de compilation, comme les optimisations. Cependant, appliquer des transformations d’obfuscation demande plus de préconditions sur le code et de précisions dans l’application pour offrir un compromis performance/sécurité acceptable ce qui rend les compilateurs traditionnels peu adaptés à l’obfuscation. Pour répondre à ces problèmes, cette thèse propose SCOL, un langage qui permet de décrire le processus de compilation d’un programme en prenant en compte les problématiques spécifiques à l’obfuscation. Celui-ci permet de décrire des chaînes de compilation avec un haut niveau d’abstraction, tout en permettant une précision élevée sur la composition des transformations. Le langage possède un système de types qui permet de vérifier la cohérence de la chaîne de compilation. C’est-à-dire que vérifier que la composition des transformations permet d’obtenir le niveau de protection et de couverture visé.
Published: 2020

30. Identification of causal pathologic signature by multi-omic data integration

Author: Wery, Méline, Sanofi Aventis R&D [Chilly-Mazarin], Dynamics, Logics and Inference for biological Systems and Sequences (Dyliss), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes 1, Dameron Olivier, Siegel Anne, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université Rennes 1, Olivier Dameron, Anne Siegel, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: biological network, omics data, réseau biologique, données omiques, integration, Signature causale, intégration, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], [SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM], Causal signature
Abstract: Systematic erythematosus lupus is an example of a complex, heterogeneous and multifactorial disease. The identification of signature that can explain the cause of a disease remains an important challenge for the stratification of patients. Classic statistical analysis can hardly be applied when population of interest are heterogeneous and they do not highlight the cause. This thesis presents two methods that answer those issues. First, a transomic model is described in order to structure all the omic data, using semantic Web (RDF). Its supplying is based on a patient-centric approach. SPARQL query interrogates this model and allow the identification of expression Individually-Consistent Trait Loci (eICTLs). It a reasoning association between a SNP and a gene whose the presence of the SNP impact the variation of its gene expression. Those elements provide a reduction of omics data dimension and show a more informative contribution than genomic data. This first method are omics data-driven. Then, the second method is based on the existing regulation dependancies in biological networks. By combining the dynamic of biological system with the formal concept analysis, the generated stable states are automatically classified. This classification enables the enrichment of biological signature, which caracterised a phenotype. Moreover, new hybrid phenotype is identified.; Le lupus systémique erythémateux est un exemple de maladie complexe, hétérogène et multi-factorielle. L'identification de signature pouvant expliquer la cause d'une maladie est un enjeu important pour la stratification des patients. De plus, les analyses statistiques classiques s'appliquent difficilement quand les populations d'intérêt sont hétérogènes et ne permettent pas de mettre en évidence la cause. Cette thèse présente donc deux méthodes permettant de répondre à cette problématique. Tout d'abord, un modèle transomique est décrit pour structurer l'ensemble des données omiques en utilisant le Web sémantique (RDF). Son alimentation repose sur une analyse à l'échelle du patient. L'interrogation de ce modèle sous forme d'une requête SPARQL a permis l'identification d'expression Individually-Consistent Trait Loci (eICTLs). Il s'agit d'une association par raisonnement d'un couple SNP-gène pour lequel la présence d'un SNP influence la variation d'expression du gène. Ces éléments ont permis de réduire la dimensionalité des données omiques et présentent un apport plus informatif que les données de génomique. Cette première méthode se base uniquement sur l'utilisation des données omiques. Ensuite, la deuxième méthode repose sur la dépendance entre les régulations existante dans les réseaux biologiques. En combinant la dynamique des systèmes biologiques et l'analyse par concept formel, les états stables générés sont automatiquement classés. Cette classification a permis d'enrichir des signatures biologiques, caractéristique de phénotype. De plus, de nouveaux phénotypes hybrides ont été identifiés.
Published: 2020

31. Tail-Latency-Aware Fog Application Replica Placement

Author: Fahs, Ali, Pierre, Guillaume, Design and Implementation of Autonomous Distributed Systems (MYRIADS), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: [INFO.INFO-OS]Computer Science [cs]/Operating Systems [cs.OS], [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]
Abstract: International audience; Latency-sensitive applications often use fog computing platforms to place replicas of their services as close as possible to their end users. A good placement should guarantee a low tail network latency between end-user devices and their closest replica while keeping the replicas load balanced. We propose a latency-aware scheduler integrated in Kubernetes which uses simple yet highly-effective heuristics to identify suitable replica placements, and to dynamically update these placements upon any evolution of user-generated traffic.
Published: 2020

32. Characterization and detection of large constitutional insertions for medical use

Author: Delage, Wesley, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université Rennes 1, Claire Lemaitre, and Julien Thevenon
Subjects: genome sequencing, Bioinformatique, Bioinformatics, séquençage de génome, detection of genomic insertions, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], détection d'insertions génomiques
Abstract: The detection of genetic variations is a major challenge in the diagnosis of human genetic diseases. Some types of variations are detected in the analysis routine. Others, such as insertion-type structural variations, are much more complex to identify. The development of new sequencing technologies known as long reads facilitates the detection of these insertions. In particular, they have made it possible to generate reference callsets with an unprecedented quality. Nevertheless, this technology still has weaknesses that make it impossible to use it for the variant calling in clinical use. It is therefore essential to improve detection tools based on short read sequencing technologies used in a medical context. This thesis presents the characterization the different insertions and the factors limiting their detection, based on these high quality reference callsets. The use of insertion simulations has allowed to quantify the impact of these factors and highlighted the weakness of current tools to detect and assemble the sequences of insertions. These results have allowed to propose ways to improve insertion detection tools. Several improvements have been implemented in the existing MindTheGap tool and have overcome some of its limitations.; La détection de variations génétiques est un enjeu majeur dans le diagnostic des maladies génétiques chez l’homme. Certains types de variations sont détectés dans la routine d'analyse. D'autres, comme les variations de structure de type insertion sont bien plus complexes à identifier. Le développement de nouvelles technologies de séquençage dites longs reads permet de faciliter la détection de ces insertions. Elles ont notamment permis la génération d’ensembles de variants de référence d’une qualité sans précédent. Néanmoins, cette technologie possède encore des faiblesses qui ne permettent pas son utilisation pour la détection de variants dans un usage clinique. Il est donc essentiel d’améliorer les outils de détection basés sur les technologies de séquençage de courtes lectures utilisées dans un contexte médical. Cette thèse présente la caractérisation des différentes insertions et des facteurs limitant leur détection, basée sur ces jeux de données de référence de haute qualité. L’utilisation de simulations d'insertions a permis de quantifier l’impact de ces facteurs et mis en lumière la faiblesse des outils actuels à détecter et assembler la séquence des insertions. Ces résultats ont permis de proposer des pistes d'améliorations des outils de détection d’insertions. Plusieurs améliorations ont ainsi été implémentées dans l'outil existant MindTheGap et ont permis de surpasser certaines de ses limites.
Published: 2020

33. Characterization and detection of large constitutional insertions for medical use

Author: Delage, Wesley, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université Rennes 1, Claire Lemaitre, Julien Thevenon, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Séquençage de génome, Bioinformatique, Bioinformatics, Détection d'insertions génomiques, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Genome sequencing, Detection of genomic insertions
Abstract: The detection of genetic variations is a major challenge in the diagnosis of human genetic diseases. Some types of variations are detected in the analysis routine. Others, such as insertion-type structural variations, are much more complex to identify. The development of new sequencing technologies known as long reads facilitates the detection of these insertions. In particular, they have made it possible to generate reference callsets with an unprecedented quality. Nevertheless, this technology still has weaknesses that make it impossible to use it for the variant calling in clinical use. It is therefore essential to improve detection tools based on short read sequencing technologies used in a medical context. This thesis presents the characterization the different insertions and the factors limiting their detection, based on these high quality reference callsets. The use of insertion simulations has allowed to quantify the impact of these factors and highlighted the weakness of current tools to detect and assemble the sequences of insertions. These results have allowed to propose ways to improve insertion detection tools. Several improvements have been implemented in the existing MindTheGap tool and have overcome some of its limitations.; La détection de variations génétiques est un enjeu majeur dans le diagnostic des maladies génétiques chez l’homme. Certains types de variations sont détectés dans la routine d'analyse. D'autres, comme les variations de structure de type insertion sont bien plus complexes à identifier. Le développement de nouvelles technologies de séquençage dites longs reads permet de faciliter la détection de ces insertions. Elles ont notamment permis la génération d’ensembles de variants de référence d’une qualité sans précédent. Néanmoins, cette technologie possède encore des faiblesses qui ne permettent pas son utilisation pour la détection de variants dans un usage clinique. Il est donc essentiel d’améliorer les outils de détection basés sur les technologies de séquençage de courtes lectures utilisées dans un contexte médical. Cette thèse présente la caractérisation des différentes insertions et des facteurs limitant leur détection, basée sur ces jeux de données de référence de haute qualité. L’utilisation de simulations d'insertions a permis de quantifier l’impact de ces facteurs et mis en lumière la faiblesse des outils actuels à détecter et assembler la séquence des insertions. Ces résultats ont permis de proposer des pistes d'améliorations des outils de détection d’insertions. Plusieurs améliorations ont ainsi été implémentées dans l'outil existant MindTheGap et ont permis de surpasser certaines de ses limites.
Published: 2020

34. Caractérisation et détection d'insertions constitutionnelles de grande taille dans le cadre d'un usage médical

Author: Delage, Wesley, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université Rennes 1, Claire Lemaitre, Julien Thevenon, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Séquençage de génome, Bioinformatique, Bioinformatics, Détection d'insertions génomiques, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Genome sequencing, Detection of genomic insertions
Abstract: The detection of genetic variations is a major challenge in the diagnosis of human genetic diseases. Some types of variations are detected in the analysis routine. Others, such as insertion-type structural variations, are much more complex to identify. The development of new sequencing technologies known as long reads facilitates the detection of these insertions. In particular, they have made it possible to generate reference callsets with an unprecedented quality. Nevertheless, this technology still has weaknesses that make it impossible to use it for the variant calling in clinical use. It is therefore essential to improve detection tools based on short read sequencing technologies used in a medical context. This thesis presents the characterization the different insertions and the factors limiting their detection, based on these high quality reference callsets. The use of insertion simulations has allowed to quantify the impact of these factors and highlighted the weakness of current tools to detect and assemble the sequences of insertions. These results have allowed to propose ways to improve insertion detection tools. Several improvements have been implemented in the existing MindTheGap tool and have overcome some of its limitations.; La détection de variations génétiques est un enjeu majeur dans le diagnostic des maladies génétiques chez l’homme. Certains types de variations sont détectés dans la routine d'analyse. D'autres, comme les variations de structure de type insertion sont bien plus complexes à identifier. Le développement de nouvelles technologies de séquençage dites longs reads permet de faciliter la détection de ces insertions. Elles ont notamment permis la génération d’ensembles de variants de référence d’une qualité sans précédent. Néanmoins, cette technologie possède encore des faiblesses qui ne permettent pas son utilisation pour la détection de variants dans un usage clinique. Il est donc essentiel d’améliorer les outils de détection basés sur les technologies de séquençage de courtes lectures utilisées dans un contexte médical. Cette thèse présente la caractérisation des différentes insertions et des facteurs limitant leur détection, basée sur ces jeux de données de référence de haute qualité. L’utilisation de simulations d'insertions a permis de quantifier l’impact de ces facteurs et mis en lumière la faiblesse des outils actuels à détecter et assembler la séquence des insertions. Ces résultats ont permis de proposer des pistes d'améliorations des outils de détection d’insertions. Plusieurs améliorations ont ainsi été implémentées dans l'outil existant MindTheGap et ont permis de surpasser certaines de ses limites.
Published: 2020

35. Text mining and information extraction in clinical data

Author: Dalloux, Clément, Creating and exploiting explicit links between multimedia fragments (LinkMedia), MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Rennes 1, Vincent Claveau, Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), STAR, ABES, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), and Université de Rennes 1
Subjects: TALN, Textes cliniques, [INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Multi-Label classification, Classification multi-Étiquette, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], NLP, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-TT]Computer Science [cs]/Document and Text Processing, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Clinical narratives, Étiquetage de séquence, [INFO.INFO-DB] Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Sequence labeling, Speculation, Incertitude, Négation, Negation
Abstract: With the introduction of clinical data warehouses, more and more health data are available for research purposes. While a significant part of these data exist in structured form, much of the information contained in electronic health records is available in free text form that can be used for many tasks. In this manuscript, two tasks are explored: the multi-label classification of clinical texts and the detection of negation and uncertainty. The first is studied in cooperation with the Rennes University Hospital, owner of the clinical texts that we use, while, for the second, we use publicly available biomedical texts that we annotate and release free of charge. In order to solve these tasks, we propose several approaches based mainly on deep learning algorithms, used in supervised and unsupervised learning situations., Avec la mise en place d'entrepôts de données cliniques, de plus en plus de données de santé sont disponibles pour la recherche. Si une partie importante de ces données existe sous forme structurée, une grande partie des informations contenues dans les dossiers patients informatisés est disponible sous la forme de texte libre qui peut être exploité pour de nombreuses tâches. Dans ce manuscrit, deux tâches sont explorées~: la classification multi-étiquette de textes cliniques et la détection de la négation et de l'incertitude. La première est étudiée en coopération avec le centre hospitalier universitaire de Rennes, propriétaire des textes cliniques que nous exploitons, tandis que, pour la seconde, nous exploitons des textes biomédicaux librement accessibles que nous annotons et diffusons gratuitement. Afin de résoudre ces tâches, nous proposons différentes approches reposant principalement sur des algorithmes d'apprentissage profond, utilisés en situations d'apprentissage supervisé et non-supervisé.
Published: 2020

36. FeGAN: Scaling Distributed GANs

Author: Anne-Marie Kermarrec, Erwan Le Merrer, Rachid Guerraoui, Arsany Guirguis, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), the World Is Distributed Exploring the tension between scale and coordination (WIDE), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Generative Adversarial Networks, Discriminator, Boosting (machine learning), Computer science, Distributed computing, Balanced sampling, 02 engineering and technology, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Federated learning, Weighting, Machine Learning, ml-ai, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], Distributed Systems, Scalability, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, [INFO.INFO-DC]Computer Science [cs]/Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC], Scaling, Federated Learning, Non-iid data, Scaling problem, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Existing approaches to distribute Generative Adversarial Networks (GANs) either (i) fail to scale for they typically put the two components of a GAN (the generator and the discriminator) on different machines, inducing significant communication overhead, or (ii) they face GAN training specific issues, exacerbated by distribution. We propose FeGAN, the first middleware for distributing GANs over hundreds of devices addressing the issues of mode collapse and vanishing gradients. Essentially, we revisit the idea of Federated Learning, co-locating a generator with a discriminator on each device (addressing the scaling problem) and having a server aggregate the devices' models using balanced sampling and Kullback-Leibler (KL) weighting, mitigating training issues and boosting convergence. Through extensive experiments, we show that FeGAN generates high-quality dataset samples in a scalable and devices' heterogeneity tolerant manner. In particular, FeGAN achieves up to 5× throughput gain with 1.5× less bandwidth compared to the state-of-the-art GAN distributed approach (named MD-GAN), while scaling to at least one order of magnitude more devices. We demonstrate that FeGAN boosts training by 2.6× w.r.t. a baseline application of Federated Learning to GANs, while preventing training issues.
Published: 2020

37. Fouille de texte et extraction d'informations dans les données cliniques

Author: Dalloux, Clément, Creating and exploiting explicit links between multimedia fragments (LinkMedia), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université Rennes 1, Vincent Claveau, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), and Université de Rennes 1
Subjects: TALN, Textes cliniques, [INFO.INFO-DB]Computer Science [cs]/Databases [cs.DB], Multi-Label classification, Classification multi-Étiquette, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], NLP, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-TT]Computer Science [cs]/Document and Text Processing, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Clinical narratives, Étiquetage de séquence, Sequence labeling, Speculation, Incertitude, Négation, Negation
Abstract: With the introduction of clinical data warehouses, more and more health data are available for research purposes. While a significant part of these data exist in structured form, much of the information contained in electronic health records is available in free text form that can be used for many tasks. In this manuscript, two tasks are explored: the multi-label classification of clinical texts and the detection of negation and uncertainty. The first is studied in cooperation with the Rennes University Hospital, owner of the clinical texts that we use, while, for the second, we use publicly available biomedical texts that we annotate and release free of charge. In order to solve these tasks, we propose several approaches based mainly on deep learning algorithms, used in supervised and unsupervised learning situations.; Avec la mise en place d'entrepôts de données cliniques, de plus en plus de données de santé sont disponibles pour la recherche. Si une partie importante de ces données existe sous forme structurée, une grande partie des informations contenues dans les dossiers patients informatisés est disponible sous la forme de texte libre qui peut être exploité pour de nombreuses tâches. Dans ce manuscrit, deux tâches sont explorées : la classification multi-étiquette de textes cliniques et la détection de la négation et de l'incertitude. La première est étudiée en coopération avec le centre hospitalier universitaire de Rennes, propriétaire des textes cliniques que nous exploitons, tandis que, pour la seconde, nous exploitons des textes biomédicaux librement accessibles que nous annotons et diffusons gratuitement. Afin de résoudre ces tâches, nous proposons différentes approches reposant principalement sur des algorithmes d'apprentissage profond, utilisés en situations d'apprentissage supervisé et non-supervisé.
Published: 2020

38. Toward reliable and bounded latency for internet of things

Author: Lagos Jenschke, Tomas, Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (IMT Atlantique - SRCD), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, Nicolas Montavont, IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: RPL, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Ad-Hoc, Determinism, Multi-Path, PAREO, Déterminisme, Multitrajets, LLNs
Abstract: The Low Power and Lossy Network (LLN) are wireless Internet of Things (IoT) technologies that operate with limited processing power, memory, or power. Furthermore, they have links characterized by high loss rates. However, due to their low cost and easy handling, they have become popular in the industry 4.0. Therefore, for these technologies to be incorporated into the industry, they need to ensure reliable, fast, and stable transmission. The IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) is a distance vector routing protocol specialized in these IoT applications. Its adaptability has made it one of the most popular protocols for LLNs. However,its one-way upstream transmission is not sufficient to guarantee transmission reliability. This has resulted in a challenge to the industry and different functions and strategies have been proposed to address this problem. Unfortunately, many of these strategies cannot be replicated for different environments and require trade-offs in other areas. In this thesis,our goal is to provide a customized RPL so that it can ensure transmission reliability while maintaining a low delay and fluctuation. For this purpose, we propose different functions and algorithms that allow the extension of multi-path in RPL.; Les Low Power and Lossy Network (LLN) sont des technologies Internet of Things (IoT) sans fil qui fonctionnent avec une puissance de traitement, une mémoire ou une puissance limitées. En outre, ils ont des liens caractérisés par des taux de perte élevés. Toutefois, en raison de leur faible coût et de leur facilité de manipulation, elles sont devenues populaires dans l'industrie 4.0. Par conséquent, pour que ces technologies puissent être intégrées dans l’industrie, elles doivent assurer une transmission fiable, rapide et stable. Le IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks (RPL) est un protocole de routage vectoriel à distance spécialisé dans ces applications IoT. Son adaptabilité en a fait l’un des protocoles les plus populaires pour les LLNs. Cependant, sa transmission unidirectionnelle en amont n’est pas suffisante pour garantir la fiabilité de la transmission. Il en résulte un défi pour l’industrie et différentes fonctions et stratégies ont été proposées pour résoudre ce problème. Malheureusement, nombre de ces stratégies ne peuvent être reproduites pour différents environnements et nécessitent des compromis dans d’autres domaines. Dans cette thèse, notre objectif est de fournir une RPL personnalisée afin qu’elle puisse assurer la fiabilité de la transmission tout en maintenant un faible retard et une faible fluctuation. À cette fin, nous proposons différentes fonctions et algorithmes qui permettent l’extension des multitrajets en RPL.
Published: 2020

39. Génotypage de variations de structure avec des données de séquençage longues lectures

Author: Lecompte, Lolita, Université de Rennes (UNIV-RENNES), Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes 1 (UR1), Dominique Lavenier, Claire Lemaitre [Co-encadrant], Université de Rennes (UR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université Rennes 1, and Claire Lemaitre
Subjects: Bioinformatique, genotyping, Bioinformatics, génotypage, genomics, structural variants, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], variants de structure, génomique
Abstract: Structural Variants (SVs) are genomic rearrangements of more than 50 base pairs. Since SVs can reach several thousand base pairs, they can have huge impacts on genome functions, studying SVs is, therefore, of great interest. Recently, a new generation of sequencing technologies has been developed and produce long read data of tens of thousand of base pairs which are particularly useful for spanning over SV breakpoints. So far, bioinformatics methods have focused on the SV discovery problem with long read data. However, no method has been proposed to specifically address the issue of genotyping SVs with long read data. The purpose of SV genotyping is to assess for each variant of a given input set which alleles are present in a newly sequenced sample. This thesis proposes a new method for genotyping SVs with long read data, based on the representation of each allele sequences. We also defined a set of conditions to consider a read as supporting an allele. Our method has been implemented in a tool called SVJedi. Our tool has been validated on both simulated and real human data and achieves high genotyping accuracy. We show that SVJedi obtains better performances than other existing long read genotyping tools and we also demonstrate that SV genotyping is considerably improved with SVJedi compared to other approaches, namely SV discovery and short read SV genotyping approaches.; Les variants de structure (SVs) sont des réarrangements génomiques de plus de 50 paires de base et restent encore aujourd'hui peu étudiés malgré les impacts importants qu'ils peuvent avoir sur le fonctionnement des génomes. Récemment, les technologies de séquençage de troisième génération ont été développées et produisent des données de longues lectures qui s'avèrent très utiles car elles peuvent chevaucher les réarrangements. À l'heure actuelle, les méthodes bioinformatiques se sont concentrées sur le problème de la découverte de SVs avec des données de longues lectures. Aucune méthode n'a cependant été proposée pour répondre spécifiquement à la question du génotypage de SVs avec ce même type de données. L'objectif du génotypage de SVs vise pour un ensemble de SVs donné à évaluer les allèles présents dans un nouvel échantillon séquencé. Cette thèse propose une nouvelle méthode pour génotyper des SVs avec des longues lectures et repose sur la représentation des séquences des allèles. Notre méthode a été implémentée dans l'outil SVJedi. Nous avons testé notre outil à la fois sur des données simulées et réelles afin de valider notre méthode. SVJedi obtient une précision élevée qui dépasse les performances des autres outils de génotypage de SVs, notamment des outils de détection de SVs et des outils de génotypage de SVs de lectures courtes.
Published: 2020

40. Resilience of Timed Systems

Author: Akshay, S., Genest, Blaise, H��lou��t, Lo��c, Krishna, S., Roychowdhury, Sparsa, Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), IARCS, Associated team EQUAVE, ANR-20-CE25-0012,MAVEriQ,Méthodes d'analyse pour la vérification de propriétés quantitatives(2020), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Model checking, TheoryofComputation_MATHEMATICALLOGICANDFORMALLANGUAGES, Resilience, Integer-resets, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Theory of computation �� Timed and hybrid models, Fault tolerance, Timed automata, Computer Science::Distributed, Parallel, and Cluster Computing, Computer Science::Formal Languages and Automata Theory
Abstract: This paper addresses reliability of timed systems in the setting of resilience, that considers the behaviors of a system when unspecified timing errors such as missed deadlines occur. Given a fault model that allows transitions to fire later than allowed by their guard, a system is universally resilient (or self-resilient) if after a fault, it always returns to a timed behavior of the non-faulty system. It is existentially resilient if after a fault, there exists a way to return to a timed behavior of the non-faulty system, that is, if there exists a controller which can guide the system back to a normal behavior. We show that universal resilience of timed automata is undecidable, while existential resilience is decidable, in EXPSPACE. To obtain better complexity bounds and decidability of universal resilience, we consider untimed resilience, as well as subclasses of timed automata., LIPIcs, Vol. 213, 41st IARCS Annual Conference on Foundations of Software Technology and Theoretical Computer Science (FSTTCS 2021), pages 33:1-33:22
Published: 2020

41. Efficient verification of real time systems

Author: Roussanaly, Victor, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université Rennes 1, Nicolas Markey, Ocan Sankur, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Méthodes formelles, Formal verification, Model-checking, Abstraction refinement, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Formal methods, Vérification, Raffinement d'abstraction, Timed automata, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Automates temporisés
Abstract: Timed automata are often used to model real-time systems. The reachability problem is of particular interest since it allows us to check for safety properties, but also build controllers for motion planning for example. Although this problem has been solved for 25 years, and implementation of these algorithms can be found in many tools, we propose some algorithms to speed up this process in particular cases. For safety problems, we propose and test abstraction based methods, that overestimate zones of a time space that could be reachable. These abstractions are then refined successively through a CEGAR loop.As for the problem of controller generation for motion planning, we propose algorithms based on heuristic search and A*. For all these algorithms we then show experimental results that we obtained with our implementation.; Les automates temporisés sont souvent utilisés pour modéliser des systèmes en temps réel. Le problème d'accessibilité est notamment étudié puisqu'il permet de vérifier des propriétés de sureté mais aussi de générer des contrôleurs pour réaliser une tâche. Bien que ce problème soit déjà résolu depuis plus de 25 ans et implémenté dans plusieurs outils, nous proposons des algorithmes pour accélérer ces méthodes dans des cas particuliers. Pour le problème de sureté nous proposons des méthodes basées sur des abstractions de zones temporelles, surestimant les parties accessibles. Ces abstractions sont ensuite successivement raffinées grâce à une boucle CEGAR. Pour le problème de génération de contrôleur, nous proposons des algorithmes basées sur des exploration heuristiques et A*. Nous présentons aussi des implémentations de ces algorithmes, ainsi que des résultats sur des différents exemples.
Published: 2020

42. Méthodes efficaces pour l'apprentissage compressif avec garanties de confidentialité

Author: Chatalic, Antoine, Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Parcimonie et Nouveaux Algorithmes pour le Signal et la Modélisation Audio (PANAMA), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université Rennes 1, Rémi Gribonval, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Université de rennes 1
Subjects: Parcimonie, Matrices structurées, Apprentissage compressif, Apprentissage à grande échelle, Large-scale clustering, Confidentialité différentielle, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Differential privacy, [STAT.ML]Statistics [stat]/Machine Learning [stat.ML], [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Propagation de convictions, Belief propagation, Compressive learning, Sparsity, Structured matrices
Abstract: The topic of this Ph.D. thesis lies on the borderline between signal processing, statistics and computer science. It mainly focuses on compressive learning, a paradigm for large-scale machine learning in which the whole dataset is compressed down to a single vector of randomized generalized moments, called the sketch. An approximate solution of the learning task at hand is then estimated from this sketch, without using the initial data. This framework is by nature suited for learning from distributed collections or data streams, and has already been instantiated with success on several unsupervised learning tasks such as k-means clustering, density fitting using Gaussian mixture models, or principal component analysis. We improve this framework in multiple directions. First, it is shown that perturbing the sketch with additive noise is sufficient to derive (differential) privacy guarantees. Sharp bounds on the noise level required to obtain a given privacy level are provided, and the proposed method is shown empirically to compare favourably with state-of-the-art techniques. Then, the compression scheme is modified to leverage structured random matrices, which reduce the computational cost of the framework and make it possible to learn on high-dimensional data. Lastly, we introduce a new algorithm based on message passing techniques to learn from the sketch for the k-means clustering problem. These contributions open the way for a broader application of the framework.; Ce travail de thèse, qui se situe à l'interface entre traitement du signal, informatique et statistiques, vise à l'élaboration de méthodes d'apprentissage automatique à grande échelle et de garanties théoriques associées. Il s'intéresse en particulier à l'apprentissage compressif, un paradigme dans lequel le jeu de données est compressé en un unique vecteur de moments généralisés aléatoires, appelé le sketch et contenant l'information nécessaire pour résoudre de manière approchée la tâche d'apprentissage considérée. Le schéma de compression utilisé permet de tirer profit d'une architecture distribuée ou de traiter des données en flux, et a déjà été utilisé avec succès sur plusieurs tâches d'apprentissage non-supervisé : partitionnement type k-moyennes, modélisation de densité avec modèle de mélange gaussien, analyse en composantes principales. Les contributions de la thèse s'intègrent dans ce cadre de plusieurs manières. D'une part, il est montré qu'en bruitant le sketch, des garanties de confidentialité (différentielle) peuvent être obtenues; des bornes exactes sur le niveau de bruit requis sont données, et une comparaison expérimentale permet d'établir que l'approche proposée est compétitive vis-à-vis d'autres méthodes récentes. Ensuite, le schéma de compression est adapté pour utiliser des matrices aléatoires structurées, qui permettent de réduire significativement les coûts de calcul et rendent possible l'utilisation de méthodes compressives sur des données de grande dimension. Enfin, un nouvel algorithme basé sur la propagation de convictions est proposé pour résoudre la phase d'apprentissage (à partir du sketch) pour le problème de partitionnement type k-moyennes.
Published: 2020

43. Towards a better understanding of the low recall of insertion variants with short-read based variant callers

Author: Claire Lemaitre, Wesley Delage, Julien Thevenon, Scalable, Optimized and Parallel Algorithms for Genomics (GenScale), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Pôle Couple-Enfant, Département de Génétique et Procréation, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-19-P3IA-0003,MIAI,MIAI @ Grenoble Alpes(2019), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Inserm, CNRS, University Grenoble Alpes, Institute of Advanced Biosciences, Joint Research Center (U1209), CHU de Grenoble, Hôpital Couple-Enfant, Département de Génétique et Procréation, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Lemaitre, Claire, and MIAI @ Grenoble Alpes - - MIAI2019 - ANR-19-P3IA-0003 - P3IA - VALID
Subjects: lcsh:QH426-470, Computer science, lcsh:Biotechnology, Context (language use), Insertion site, Computational biology, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, lcsh:TP248.13-248.65, Variant calling, Humans, 030304 developmental biology, Sequence (medicine), [INFO.INFO-BI] Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Insertions, 0303 health sciences, Genome, Recall, Base Sequence, Genomics, Sequence Analysis, DNA, Short read, lcsh:Genetics, Short reads, [INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM], Structural variants, Sequence Analysis, 030217 neurology & neurosurgery, Algorithms, Research Article
Abstract: Background Since 2009, numerous tools have been developed to detect structural variants using short read technologies. Insertions >50 bp are one of the hardest type to discover and are drastically underrepresented in gold standard variant callsets. The advent of long read technologies has completely changed the situation. In 2019, two independent cross technologies studies have published the most complete variant callsets with sequence resolved insertions in human individuals. Among the reported insertions, only 17 to 28% could be discovered with short-read based tools. Results In this work, we performed an in-depth analysis of these unprecedented insertion callsets in order to investigate the causes of such failures. We have first established a precise classification of insertion variants according to four layers of characterization: the nature and size of the inserted sequence, the genomic context of the insertion site and the breakpoint junction complexity. Because these levels are intertwined, we then used simulations to characterize the impact of each complexity factor on the recall of several structural variant callers. We showed that most reported insertions exhibited characteristics that may interfere with their discovery: 63% were tandem repeat expansions, 38% contained homology larger than 10 bp within their breakpoint junctions and 70% were located in simple repeats. Consequently, the recall of short-read based variant callers was significantly lower for such insertions (6% for tandem repeats vs 56% for mobile element insertions). Simulations showed that the most impacting factor was the insertion type rather than the genomic context, with various difficulties being handled differently among the tested structural variant callers, and they highlighted the lack of sequence resolution for most insertion calls. Conclusions Our results explain the low recall by pointing out several difficulty factors among the observed insertion features and provide avenues for improving SV caller algorithms and their combinations. Supplementary Information The online version contains supplementary material available at (doi:10.1186/s12864-020-07125-5).
Published: 2020

44. Min/max time limits and energy penalty of communication scheduling in ring-based ONoC

Author: Sosa, Joel, Killian, Cedric, Ammar, Hamza, Chillet, Daniel, Energy Efficient Computing ArchItectures with Embedded Reconfigurable Resources (CAIRN), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Laboratoire Informatique, Image et Interaction - EA 2118 (L3I), Université de La Rochelle (ULR), ARCHITECTURE (IRISA-D3), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), La Rochelle Université (ULR), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Subjects: [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Recent advances in the photonics devices integration bring ONoC as a bridge future for communication media in the MPSoC domain. As ONoC can support Wavelength Division Multiplexing (WDM) technique, communications between cores can be improved through allocation of one or several wavelengths for each communication. However, WDM introduces wavelength crosstalk, requiring to increase the laser power to provide accurate communication between cores. Thus, for the designer, exploring this design space (execution time vs power consumption) is not an easy task due to a large number of wavelength allocation combinations. The contribution presented in this paper proposes to evaluate the two extreme bounds of this design space considering the different communication scenario. To address this problem, we model the wavelength allocation by two different objective functions to compute the bounds in terms of execution times. Furthermore, from an accurate model of crosstalk between the wavelengths, we compute the energy penalty for each communication scenario. The results presented in this paper highlight the execution time and energy consumption tradeoff, and the opportunity for communication optimisation thanks to an efficient use of WDM technique.
Published: 2020

45. Enhancing Performance and Explainability of Multivariate Time Series Machine Learning Methods: Applications for Social Impact in Dairy Resource Monitoring and Earthquake Early Warning

Author: Fauvel, Kevin, Large Scale Collaborative Data Mining (LACODAM), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Rennes 1, Alexandre Termier, ANR-16-CONV-0004,DIGITAG,Institut Convergences en Agriculture Numérique(2016), GESTION DES DONNÉES ET DE LA CONNAISSANCE (IRISA-D7), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), This thesis was supported by the French National Research Agency under the Investments for the Future Program (ANR-16-CONV-0004)., Inria, Philippe Faverdin, CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), STAR, ABES, and Institut Convergences en Agriculture Numérique - - DIGITAG2016 - ANR-16-CONV-0004 - CONV - VALID
Subjects: Portée collective, [INFO.INFO-LG]Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Explicabilité de l’Intelligence Artificielle, Explainable AI, Machine learning, Social impact, Séries temporelles multivariées, [INFO]Computer Science [cs], [INFO.INFO-LG] Computer Science [cs]/Machine Learning [cs.LG], Apprentissage automatique, Multivariate time series, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], Explicabilité de l’intelligence artiﬁcielle
Abstract: The prevalent deployment and usage of sensors in a wide range of sectors generate an abundance of multivariate data which has proven to be instrumental for researches, businesses and policies. More specifically, multivariate data which integrates temporal evolution, i.e. Multivariate Time Series (MTS), has received significant interests in recent years, driven by high resolution monitoring applications (e.g. healthcare, mobility) and machine learning. However, for many applications, the adoption of machine learning methods cannot rely solely on their prediction performance. For example, the European Union’s General Data Protection Regulation, which became enforceable on 25 May 2018, introduces a right to explanation for all individuals so that they can obtain “meaningful explanations of the logic involved” when automated decision-making has “legal effects” on individuals or similarly “significantly affecting” them. The current best performing state-of-the-art MTS machine learning methods are “black-box” models, i.e. complicated-to-understand models, which rely on explainability methods providing explanations from any machine learning model to support their predictions (post-hoc model-agnostic). The main line of work in post-hoc model-agnostic explainability methods approximates the decision surface of a model using an explainable surrogate model. However, the explanations from the surrogate models cannot be perfectly faithful with respect to the original model, which is a prerequisite for numerous applications. Faithfulness is critical as it corresponds to the level of trust an end-user can have in the explanations of model predictions, i.e. the level of relatedness of the explanations to what the model actually computes. This thesis introduces new approaches to enhance both performance and explainability of MTS machine learning methods, and derive insights from the new methods about two real-world applications., Le déploiement massif de capteurs couplé à leur exploitation dans de nombreux secteurs génère une masse considérable de données multivariées qui se sont révélées clés pour la recherche scientifique, les activités des entreprises et la définition de politiques publiques. Plus spécifiquement, les données multivariées qui intègrent une évolution temporelle, c’est-à-dire des séries temporelles, ont reçu une attention toute particulière ces dernières années, notamment grâce à des applications critiques de monitoring (e.g. mobilité, santé) et l’apprentissage automatique. Cependant, pour de nombreuses applications, l’adoption d’algorithmes d’apprentissage automatique ne peut se reposer uniquement sur la performance. Par exemple, le règlement général sur la protection des données de l’Union européenne, entré en application le 25 Mai 2018, introduit un droit à l’explication pour tous les individus afin qu’ils obtiennent des « meaningful explanations of the logic involved » lorsque la prise de décision automatisée a des « legal effects » sur les individus ou les affecte significativement. Les modèles d’apprentissage automatique de séries temporelles multivariées de l’état de l’art les plus performants sont des modèles difficiles à comprendre (« black-box »), qui se reposent sur des méthodes d’explicabilité applicables à n’importe quel modèle d’apprentissage automatique (post-hoc modèle-agnostique). L’axe de travail principal au sein des méthodes d’explicabilité post-hoc modèle-agnostique consiste à approximer la surface de décision d’un modèle en utilisant un modèle de remplacement explicable. Cependant, les explications du modèle de remplacement ne peuvent pas être parfaitement exactes au regard du modèle original, ce qui constitue un prérequis pour de nombreuses applications. L’exactitude est cruciale car elle correspond au niveau de confiance que l’utilisateur peut porter aux explications relatives aux prédictions du modèle, c’est-à-dire à quel point les explications reflètent ce que le modèle calcule.Cette thèse propose de nouvelles approches pour améliorer la performance et l’explicabilité des méthodes d’apprentissage automatique de séries temporelles multivariées, et établit de nouvelles connaissances concernant deux applications réelles.
Published: 2020

46. Un calcul d'interfaces pour les grammaires attribuées gardées

Author: Badouel, Eric, Djeumen Djatcha, Rodrigue Aimé, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA), Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I, Faculté des Sciences [Douala], Université de Douala, Lirima, Headwork, Sarima, Fuchsia, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université de Ouagadougou-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I [Yaoundé], Université de Yaoundé I [Yaoundé]-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), and Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I [Yaoundé]
Subjects: Programmation orientée services, Role, grammaires attribuées gardées, Collabo- rative System, Interface, Collaborative System, rôle, Grammaire attribuée gardée, Conception à base de composants, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], systèmes collaboratif, Guarded Attribute Grammars, Système collaboratif, Service Oriented Programming, [INFO]Computer Science [cs], Component Based Design, Guarded Attribute Grammars MOTS-CLES : Conception à base de composants
Abstract: We address the problem of component reuse in the context of service-oriented programming and more specifically for the design of user-centric distributed collaborative systems modelled by Guarded Attribute Grammars. Following the contract-based specification of components we devel-opp an approach to an interface theory for the components of a collaborative system in three stages: we define a composition of interfaces that specifies how the component behaves with respect to its environement, we introduce an implementation order on interfaces and finally a residual operation on interfaces characterizing the systems that, when composed with a given component, can complement it in order to realize a global specification., Nous abordons le problème de la réutilisation des composants dans le contexte de la programmation orientée services et plus spécifiquement pour la conception de systèmes collaboratifs distribués centrés sur l'utilisateur modélisés par des grammaires attribuées gardées. En suivant la démarche de la spécification contractuelle des composants, nous développons une approche de la théorie des interfaces pour les composants d'un système collaboratif en trois étapes: on définit une composition d'interfaces qui spécifie comment le composant se comporte par rapport à son environnement, on introduit un ordre d'implémentation sur les interfaces et enfin une opération de résidus sur les interfaces qui caractérise les systèmes qui, lorsqu'ils sont composés avec un composant donné, peuvent le compléter afin de réaliser une spécification du système global.
Published: 2020

47. A Calculus of Interfaces for Distributed Collaborative Systems: The Guarded Attribute Grammar Approach

Author: Rodrigue Aimé Djeumen Djatcha, Eric Badouel, SUpervision of large MOdular and distributed systems (SUMO), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-LANGAGE ET GÉNIE LOGICIEL (IRISA-D4), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA), Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), Faculté des Sciences [Douala], Université de Douala, Lirima, Headwork, Sarima, Fuchsia, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I, Université de Yaoundé I [Yaoundé]-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: Interface (Java), Computer science, Attribute grammar, Programmation orientée services, Context (language use), Collabo- rative System, computer.software_genre, rôle, Grammaire attribuée gardée, [INFO.INFO-FL]Computer Science [cs]/Formal Languages and Automata Theory [cs.FL], Rule-based machine translation, systèmes collaboratif, Guarded Attribute Grammars, Component (UML), Service Oriented Programming, [INFO]Computer Science [cs], Guarded Attribute Grammars MOTS-CLES : Conception à base de composants, Complement (set theory), Programming language, Role, grammaires attribuées gardées, General Medicine, Interface, Collaborative System, Conception à base de composants, Système collaboratif, Component-based software engineering, Service-oriented programming, Component Based Design, computer
Abstract: We address the problem of component reuse in the context of service-oriented programming and more specifically for the design of user-centric distributed collaborative systems modelled by Guarded Attribute Grammars. Following the contract-based specification of components we devel-opp an approach to an interface theory for the components of a collaborative system in three stages: we define a composition of interfaces that specifies how the component behaves with respect to its environement, we introduce an implementation order on interfaces and finally a residual operation on interfaces characterizing the systems that, when composed with a given component, can complement it in order to realize a global specification. Nous abordons le problème de la réutilisation des composants dans le contexte de la programmation orientée services et plus spécifiquement pour la conception de systèmes collaboratifs distribués centrés sur l'utilisateur modélisés par des grammaires attribuées gardées. En suivant la démarche de la spécification contractuelle des composants, nous développons une approche de la théorie des interfaces pour les composants d'un système collaboratif en trois étapes: on définit une composition d'interfaces qui spécifie comment le composant se comporte par rapport à son environnement, on introduit un ordre d'implémentation sur les interfaces et enfin une opération de résidus sur les interfaces qui caractérise les systèmes qui, lorsqu'ils sont composés avec un composant donné, peuvent le compléter afin de réaliser une spécification du système global.
Published: 2020

48. Automatic generation of sources lemmas in Tamarin: towards automatic proofs of security protocols

Author: Véronique Cortier, Jannik Dreier, Stéphanie Delaune, EMbedded SEcurity and Cryptography (EMSEC), SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Télécom Bretagne-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Proof techniques for security protocols (PESTO), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Department of Formal Methods (LORIA - FM), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Embedded Security and Cryptography / Sécurité cryptographie embarquée (EMSEC), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), This work has been partially supported by the European Research Council (ERC) under the European Unions Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement N° 714955-POPSTAR and grant agreement N° 645865-SPOOC), as well as from the French National Research Agency (ANR) under the project TECAP., ANR-17-CE39-0004,TECAP,Analyse de protocoles - unir les outils existants(2017), European Project: 714955,H2020,ERC-2016-STG,POPSTAR(2017), European Project: 645865,H2020 ERC,ERC-2014-CoG,SPOOC(2015), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Subjects: 050101 languages & linguistics, Programming language, business.industry, Computer science, 05 social sciences, [INFO.INFO-LO]Computer Science [cs]/Logic in Computer Science [cs.LO], 02 engineering and technology, Cryptographic protocol, computer.software_genre, Mathematical proof, Automation, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], Mode (computer interface), Simple (abstract algebra), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, 0501 psychology and cognitive sciences, business, computer, 5G, Drawback
Abstract: International audience; Tamarin is a popular tool dedicated to the formal analysis of security protocols. One major strength of the tool is that it offers an interactive mode, allowing to go beyond what pushbutton tools can typically handle. Tamarin is for example able to verify complex protocols such as TLS, 5G, or RFID protocols. However, one of its drawback is its lack of automation. For many simple protocols, the user often needs to help Tamarin by writing specific lemmas, called "sources lemmas", which requires some knowledge of the internal behaviour of the tool. In this paper, we propose a technique to automatically generate sources lemmas in Tamarin. We prove formally that our lemmas indeed hold, for arbitrary protocols that make use of cryptographic primitives that can be modelled with a subterm convergent equational theory (modulo associativity and commutativity). We have implemented our approach within Tamarin. Our experiments show that, in most examples of the literature, we are now able to generate suitable sources lemmas automatically , in replacement of the handwritten lemmas. As a direct application , many simple protocols can now be analysed fully automatically, while they previously required user interaction.
Published: 2020

49. Confiance: detecting vulnerabilities in Java Card applets

Author: Hélène Le Bouder, Jean-Louis Lanet, Léopold Ouairy, Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition (CIDRE), CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec, Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (IMT Atlantique - SRCD), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), IMT Atlantique (IMT Atlantique), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 021110 strategic, defence & security studies, Source code, Computer science, Semantics (computer science), media_common.quotation_subject, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, computer.software_genre, Oracle, [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR], 020204 information systems, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Benchmark (computing), Control flow graph, Anomaly detection, Data mining, Java Card, computer, Implementation, media_common
Abstract: International audience; This study focuses on automatically detecting wrong implementations of specification in Java Card programs, without any knowledge on the source code or the specification itself. To achieve this, an approach based on Natural Language Processing and machine-learning is proposed. First, an oracle gathering methods with similar semantics in groups, is created. This focuses on evaluating our approach performances during the neighborhood discovery. Based on the groups automatically retrieved, the anomaly detection is based on Control Flow Graph of programs of these groups. In order to benchmark its ability to detect vulnerabilities, another oracle of vulnerabilities is created. This oracle knows every anomaly the approach should automatically retrieve. Both the neighborhood discovery and the anomaly detection are benchmarked using the precision, the recall and the F1 score metrics. Our approach is implemented in a tool: Confiance and it is compared to another machine-learning tool for automatic vulnerability detection. The results expose the better performances of Confiance over another approach in order to detect vulnerabilities in open-source programs available online.
Published: 2020

50. Confiance: detecting vulnerabilities in Java Card applets

Author: Ouairy, Léopold, Le Bouder, Hélène, Lanet, Jean-Louis, Confidentialité, Intégrité, Disponibilité et Répartition (CIDRE), CentraleSupélec-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SYSTÈMES LARGE ÉCHELLE (IRISA-D1), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Objets communicants pour l'Internet du futur (OCIF), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-RÉSEAUX, TÉLÉCOMMUNICATION ET SERVICES (IRISA-D2), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Systèmes Réseaux, Cybersécurité et Droit du numérique (IMT Atlantique - SRCD), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec
Subjects: [INFO.INFO-CR]Computer Science [cs]/Cryptography and Security [cs.CR]
Abstract: International audience; This study focuses on automatically detecting wrong implementations of specification in Java Card programs, without any knowledge on the source code or the specification itself. To achieve this, an approach based on Natural Language Processing and machine-learning is proposed. First, an oracle gathering methods with similar semantics in groups, is created. This focuses on evaluating our approach performances during the neighborhood discovery. Based on the groups automatically retrieved, the anomaly detection is based on Control Flow Graph of programs of these groups. In order to benchmark its ability to detect vulnerabilities, another oracle of vulnerabilities is created. This oracle knows every anomaly the approach should automatically retrieve. Both the neighborhood discovery and the anomaly detection are benchmarked using the precision, the recall and the F1 score metrics. Our approach is implemented in a tool: Confiance and it is compared to another machine-learning tool for automatic vulnerability detection. The results expose the better performances of Confiance over another approach in order to detect vulnerabilities in open-source programs available online.
Published: 2020

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