Utnämning av Wilkes-stipendiat 2017

Wilkes-stipendiet tilldelas varje år till en framträdande kvinnlig student inom datalogi. 2017 års stipendiat är Anna Montelius, som läser på andra året inom civilingenjörsutbildningen Mjukvaruteknik. Stipendiet innebär en konferensresa som kommer att äga rum 2018.
Läs mer

Metoder för att identifiera olösbara planeringsproblem

Automatisk planering är ett av nyckelområdena inom artificiell intelligens. En automatisk planerare konstruerar planer som kan utföras för att uppnå ett givet mål. Simon Ståhlberg studerar i sin avhandling planeringsproblem där målet inte kan uppnås och presenterar flera metoder för att upptäcka när detta är fallet.
Läs mer

Ontologimönster för den semantiska webben

Webben används framför allt för kommunikation mellan människor. Det mesta av innehållet, oavsett om det är text, bild eller video, är obegripligt för programvaror och maskiner. En sökmotor kan hitta information åt dig baserat på enstaka ord, men du måste själv tolka och sålla bland sökträffarna. Men om din telefon eller dator till exempel kunde förstå ett telefonsamtal om att din bil gått sönder, skulle mjukvaran kunna hitta lämpliga bilverkstäder i närheten av dig, jämföra priser och recensioner, boka en tid i din kalender och kolla vilken buss du ska ta för att komma hem. Visionen av en framtida webb där människor och maskiner delar information kallas för den Semantiska Webben.

För att den Semantiska Webben ska bli verklighet, behöver människor och datorer komma överens om och standardisera kommunikation på två olika nivåer. Den första nivån rör format för informationsutbyte mellan datorer eller system, och där har flera standarder växt fram för texter, bilder med mera. Den andra nivån gäller saker som system och människor ska kunna kommunicera om, till exempel händelser och platser, och där finns mycket kvar att göra. En lovande väg framåt för detta är Ontology Design Patterns (ODP:er).

Ontologier är formellt uttryckta kunskapsmodeller som används för att beskriva data på den Semantiska Webben, och Design Patterns är återkommande mönster i det som behöver beskrivas. Vissa saker är gemensamma för till exempel alla händelser, oavsett om händelsen är en olycka, en konsert eller en resa; det finns en tid, det finns en plats, det finns personer som upplever eller berättar om händelsen, och så vidare. En ODP beskriver dessa generella egenskaper och attribut som kan vara giltiga oavsett tillämpningsområde. Samtidigt måste ODP:n ta hänsyn till praktisk implementation, beräkningsbarhet över den konstruerade ontologin, användbarhet, tydlighet för människor, etc.

Karl Hammar studerar i sin doktorsavhandling vid IDA Ontology Design Patterns utifrån tre perspektiv: hur de kan konstrueras och beskrivas, hur de används på bästa sätt och hur verktyg för att hantera och använda dem bör fungera.
Läs mer

Komplettering av ontologier och ontologinätverk

Föreställ dig att vi är intresserade av att ta reda på hur många Oscarsnomineringar och priser som varje skådespelare i någon film har haft. Om vi försöker ta reda på den här informationen på Internet skulle vi troligen behöva besöka flera webbplatser eftersom ingen av de befintliga webbplatserna ger oss informationen direkt. Vi skulle behöva använda dels en lista över alla skådespelare i filmen, dels listor över Oscarsnomineringarna genom åren, för att kombinera informationen från dessa webbplatser och räkna antalet nomineringar per skådespelare.

Om denna information finns tillgänglig på webben, varför kan inte besvarandet av frågan automatiseras? På grund av den arkitektur och design som webbplatser använder idag är informationen inte direkt användbar av automatiserade agenter. Innehållet på en webbplats innehåller vanligtvis bara den information som behövs för att korrekt representera webbplatsen i en webbläsare. Ett sätt att hantera detta på är att även inkludera maskinläsbar information som beskriver innehållet på webbplatsen. På så sätt kan automatiserade agenter förstå den information som en webbplats innehåller. Vidare kan de relatera och kombinera den med information från andra webbplatser kodade på liknande sätt och besvara frågan självständigt. Detta är ett av målen för den semantiska webben, som ska vara en förlängning av den nuvarande webben, så att kunskapen och informationen är läsbar och förståelig för maskinerna. En av de tekniker som används för att uppnå detta är ontologier. Ontologier gör det möjligt att ange ordförråd som används för att beskriva information på webben. De gör det möjligt att definiera termer och relationer mellan dem, vilket en automatiserad agent kan använda för att tolka innehållet på webbplatsen. Ontologier är emellertid ofta inte fullständiga vilket kan leda till ofullständiga resultat. I de fall då det är nödvändigt att kombinera information från flera webbplatser, som i vårt exempel, kan det vara så att ontologier använder olika termer för att definiera samma begrepp. Till exempel kan en webbplats använda termen skådespelare medan den andra kan använda termen artist för att beskriva begreppet skådespelare. Denna heterogenitet gör det svårt att kombinera information från flera källor. Därför är det nödvändigt att identifiera sambandet mellan termer av de ontologier som används av olika webbplatser. Uppsättningen av dessa relationer kallas en justering.

Inriktningen på Zlatan Dragisics avhandling är att komplettera ontologier och ontologinätverk, dvs. ontologier kopplade till justeringar. Högkvalitativ komplettering och justering av ontologier kräver användarens engagemang för att bestämma om ett visst förhållande håller i en ontologi eller mellan ontologier eftersom det kräver kunskap om den domän som ontologierna beskriver.
Läs mer

Gated Bayesian Networks

En grafisk modell är en beskrivning av hur olika fenomen står i relation till varandra. Ordet grafisk används för att förtydliga att denna beskrivning görs med hjälp av en graf, där fenomen är noder och relationer är bågar. Till exempel kan en grafisk modell beskriva hur olika levnadsvanor påverkar varandra, så som fysisk aktivitet, alkoholkonsumtion, matvanor och rökning. Den grafiska komponenten beskriver antaganden som leder till att beräkningar kring de fenomen som man mäter är genomförbara.

Verkligheten är dock ej konstant. Över tid kan det krävas att man byter fokus till andra fenomen än tidigare, eller så ändras relationerna mellan de fenomenen som man inkluderat i sin modell. Om vi då använder en modell som inte har kapaciteten att byta fokus, eller ändra relationer över tid, så riskerar vi att få en underpresterande modell. I sin avhandling introducerar Marcus Bendtsen en ny grafisk modell som tar i beaktning det faktum att fokus och relationer förändras över tid. Den nya grafiska modellen, som kallas gated Bayesian networks, är en förlängning av den populära grafiska modellen Bayesian networks. Modellen kombinerar flera olika Bayesian networks och kan välja mellan dessa för att upprätthålla prestandan.

I avhandlingen introduceras algoritmer som tillåter inlärning av gated Bayesian networks från data. Algoritmerna varierar beroende på vad som är målet med inlärningen, samt vilka förutsättningar i form av data och kunskap man har innan själva inlärningen börjar. Till exempel visas hur man kan lära sig modeller som automatiskt sköter aktiehandel på ett sådant sätt att man minskar riskerna för förluster av det investerade kapitalet. Inlärningsalgoritmerna tillämpas även för att identifiera de förändringar som sker över tid, specifikt när det gäller förändringar i volatilitet av finansiella marknader samt professionella atleters prestation.
Läs mer

Beräkningskomplexitet av optimeringsproblem i planering

Huvudtemat i denna avhandling är studiet av beräkningskomplexitet för automatisk planering. På en hög nivå kan man betrakta planeringsproblemet så här; man utgår från en värld eller ett system, som ett obemannat fordon eller en autonom robot, och antar att det finns vissa handlingar som ändrar tillståndet i systemet. Man antar dessutom att det finns ett initial- och ett måltillstånd. Planering är problemet att hitta en sekvens av handlingar som tranformerar initialtillståndet till måltillståndet. En sådan sekvens av handlingar kallas en plan. En planerare är ett datorprogram som löser planeringsproblem, och planerare baseras ofta på sökning genom tillstånden i systemet. Vanligtvis vill man optimera sökningen och hitta en plan som är optimal med avseende på något kriterium. Vad man vill optimera beror på tillämpningen men det är ofta att hitta en kortaste eller billigaste plan.

En viktig fråga när man studerar automatisk planering är hur snabbt man kan hitta lösningar. Ett sätt att analysera denna fråga är att studera beräkningskomplexiteten för olika planeringsproblem. Komplexitetsteori är den gren av datavetenskapen som försöker klassificera hur svåra olika beräkningsproblem är, det vill säga analysera hur mycket resurser (såsom tid och minne) som behövs. Man likställer ofta effektivt lösbara problem med
de som kan lösas i polynomisk tid: ett problem kan lösas i polynomisk tid om det finns en algoritm vars tidsåtgång begränsas av ett polynom i indatas storlek. Det grundläggande planeringsproblemet är exempelvis känt att vara PSPACE-fullständigt. PSPACE är den komplexitetsklass som innehåller alla de beräkningsproblem som kan lösas genom att använda polynomiskt mycket minne och de PSPACE-fullständiga problemen utgör de svåraste problemen i PSPACE.
Man tror att det inte finns några PSPACE-fullständiga problem som kan lösas i polynomisk tid-detta är ett viktigt olöst problem inom teoretisk datalogi-och man förväntar sig därför inte att det generella planeringsproblemet kan lösas i polynomisk tid.

En metod för att analysera beräkningskomplexitet av planering är att studera begränsade delmängder av planeringsinstanser i syfte att särskilja fall med varierande komplexitet. Vi använder denna metod genomgående i denna avhandling. Så kallad "oversubscription planning" är en typ av planering där man mäter hur nära ett givet måltillstånd man kan komma. Vi studerar beräkningskomplexiteten för denna typ av planering under olika restriktioner och avslöjar starka kopplingar med vanlig planering. Kostnadsoptimal planering är planering där varje handling har en kostnad och målet är att hitta en plan med minimal kostnad. Dessa handlingskostnader kan hämtas från olika numeriska domäner såsom de positiva heltalen eller de rationella talen.
Vi studerar effekter av valet av numeriska domäner och noterar intressanta komplexitetsmässiga skillnader. För kostnadsoptimal planering identifierar vi dessutom en ny klass av instanser som kan lösas i polynomisk tid.
Slutligen studerar vi komplexiteten för olika problem inom så kallad partialordningsplanering där man tillåter planer som inte nödvändigtvis är sekvenser av handlingar.
Läs mer

Bästa exjobb utfört under 2016

För 18:e gången i rad delades priset ut för bästa exjobb inom IT-området sponsrat av Dataföreningen (Östra). Pristagare på kandidatnivå blev Tim Hultman och i kategorin Master blev August Ernstsson.
Läs mer

Utveckling av offentlig sektors förmåga att nyttja design

Runt om i världen har flera initiativ tagits för att uppmuntra användningen av design för att driva utveckling och innovation inom offentlig sektor. Denna trend medför ett behov att öka förståelsen för hur förmågan att nyttja design utvecklas inom organisationer i den offentliga sektorn. Genom en explorativ studie där två initiativ med syfte att introducera design och utveckla designförmåga inom vård- och omsorgsorganisationer har observerats, har Lisa Malmbergs avhandling syftat till att utveckla denna förståelse.

Konceptet designförmåga har tidigare använts i relation till flera olika aspekter av hur en organisation till exempel uppfattar eller använder design. Ett av arbetets huvudsakliga bidrag är en samlad förståelse för vad designförmåga innebär baserar på en strukturerad litteraturgenomgång.

Ett annat viktigt bidrag är utvecklingen av en förståelse för hur designförmåga utvecklas i de studerade organisationerna. Denna förståelse grundas i tolkningar av det organisatoriska lärandet utifrån ett absorptive capacity perspektiv. Studien har identifierat hur utvecklingen av designförmåga påverkats av olika faktorer som både kan stötta och hindra utvecklingen av designförmåga. Dessa faktorer är viktiga att beakta och adressera i satsningar som syftar till att utveckla designförmågan inom den offentliga sektorn.

I båda studerade fallen har upplägg för kunskapsöverföringen fokuserat på utveckling av medvetenhet om design och vad design innebär. Liknande mönster kring fokus finns i tidigare och parallella initiativ. Forskningens resultat tyder dock på att det också är viktigt att organisationen har tillgång till resurser i form av designkompetens och att strukturer inom organisationen så som, rutiner, processer eller kultur möjliggör och stöttar användningen av ett designdrivet arbetssätt för att design ska bli en naturlig del i ett kontinuerligt utvecklingsarbete.
Läs mer

Förbättra säkerheten genom ökad anpassningsförmåga

Komplexiteten i dagens säkerhetskritiska verksamheter, t.ex. flyg, sjukvård, kärnkraft och krisberedskap, gör det omöjligt att förutse och förbereda sig för alla potentiella händelser. För att hantera störningar och bibehålla kontroll vid oväntade händelser krävs att de operatörer som arbetar i systemet klarar av att anpassa sitt arbete i en komplex, föränderlig och dynamisk miljö. Det kan vara en krisorganisation som måste hantera att nyckelpersoner inte når fram till ett drabbat område, en pilot som ska fatta snabba beslut när flygsystemen ger otillförlitliga data eller en skeppsbesättning som manövrerar i en trång hamn just som dimman håller på att lägga sig.

I sin avhandling har Amy Rankin studerat vardagssituationer och större händelser som kräver anpassning som ligger utanför vad som förväntas och således kräver ett visst mått av improvisation. I studierna ingår beskrivningar och analyser av verkliga situationer i flera olika domäner där människor hanterar oförutsedda händelser och störningar. Resultaten visar att operatörens förmåga att anpassa sig till det som ligger utanför vad som beskrivs i organisationens rutiner och föreskrifter är viktig för den dagliga verksamheten. Resultaten visar också att anpassningarna skapar nya sårbarheter i systemet, både på kort och lång sikt.

I avhandlingen har flera modeller tagits fram för att vägleda forskare och praktiker i arbetet med att beskriva och analysera anpassningsförmåga och dess påverkan på systemet. Ökad förståelse för de processer som gör att anpassningar fungerar (eller inte) leder till kunskap om vad som möjliggör (eller hindrar) framgångsrik hantering av oväntade händelser, vilka delar av systemet som bör stödjas och stärkas för att öka säkerheten, samt ger en mer nyanserad bild av vilka sårbarheter som finns och hur framtida olyckor kan förebyggas.
Läs mer

Energieffektiv flerkärnig behandling av strömmande data

Sociala medier, forskning, mobilt multimedia, sakernas internet - alla har de ett starkt behov av att snabbare behandla allt större datamängder samtidigt som det krävs sparsam energianvändning. I sin doktorsavhandling undersöker Nicolas Melot "Crown Scheduling"-tekniken och programmeringsramverket Drake för att bygga energieffektiva strömmande program för flerkärnade processorer.
Läs mer