Knowledge Representation and
Automated Reasoning Lab

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Empowering Public Interest Communication with Argumentation (EPICA)

PRIN: PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE - Bando 2022 - Prot. 2022TXPK39

Responsabile Scientifico UNIPG: Prof. Stefano Bistarelli

Partecipamti UNIPG: Francesco Santini, Stefano Bistarelli

Budget Unipg: €79'395,00

Durata: 48 mesi (termine ottobre 2025)

Partnership: Università degli Studi di BRESCIA (PI), Università degli Studi di PERUGIA, Università della CALABRIA, Consiglio Nazionale delle Ricerche

Sito web HUB: epica.dmi.unipg.it

The EPICA project aims at empowering Public Interest Communications (PIC) by establishing fundamental formal contributions and enabling unprecedented opportunities of automated support based on advanced Computational Argumentation techniques. To reach this goal, the project will adopt an Analyze-Model- Empower approach, which is synthetically described as follows:

As a result, it is expected that the project will transform the cross-fertilization opportunities between these fields into actual research advancements and demonstrate the potential benefits of an argumentation-empowered PIC.

La Teca digitale dell’Accademia di Belle Arti "Pietro Vannucci" di Perugia

Fondazione CRPG 2022

Il progetto è diviso in due attività principali:

Argumentation for Agent Interaction and Explainable AI

Giovani Ricercatori - GNCS 2022

Negli ultimi anni, l’Argumentation Theory è stata usata con successo per spiegare e rendere comprensibili i risultati forniti da applicazioni di Intelligenza Artificiale basate su tecniche di Machine Learning, soprattutto in quei contesti dove sistemi software sono responsabili per decisioni critiche (ad esempio, per consulenze finanziarie e mediche). In questo contesto, proponiamo una nuova metodologia, basata su tecniche di argumentation, in grado di spiegare e giustificare le predizioni di un classificatore. Gli attributi dei record sono interpretati come argomenti di un AF che giustificano (o, al contrario, ostacolano) l’assegnazione di una certa classe. Le estensioni (insiemi di argomenti accettabili) possono quindi essere viste come insiemi di possibili valori che un record deve assumere per essere assegnato a una determinata classe. La procedura definita per questa attività permetterà di costruire un albero di spiegazione per le estensioni calcolate. Tale albero rappresenta il ragionamento dialettico tra gli attributi del problema analizzato e spiega perchè viene assegnata una certa classe. Un’interfaccia accessibile via web mette a disposizione le fuinzionalità del tool descritto - arg-xai.dmi.unipg.it.

Verifica Formale di Dibattiti nella Teoria dell’Argomentazione

Progetto di ricerca GNCS 2022

Gli esseri umani partecipano quotidianamente a dibattiti informali. Esprimendo le proprie opinioni e idee in modo argomentativo, sono in grado di acquisire una comprensione più profonda di un determinato problema e, in alcuni casi, trovare la migliore linea d’azione possibile per risolverlo. La verifica di un dibattito ci d`a la possibilità di conoscere il suo esito complessivo. Ci consente di ragionare sulle strategie a disposizione di un partecipante e di determinare l’accettabilità di alcune argomentazioni che hanno avanzato. Dato un dibattito, possiamo verificare proprietà rilevanti come "il proponente sarà in grado di confutare qualsiasi attacco dell'avversario" o "il proponente ha una strategia tale che alla fine vincerà il dibattito". Esistono pochi lavori in letteratura scientifica rivolti alla verifica formale delle proprietà di un dialogo con il supporto del modello Abstract Argumentation Framework (AAF). Per questi motivi, l’obiettivo del progetto è quello di revisionare la letteratura ed estendere gli approcci di verifica già proposti, o proporne di nuovi. Ad esempio, tecniche di Model Checking probabilistico potrebbero essere sviluppate su AAF probabilistici, oppure nuove interpretazioni astratte potrebbero essere sviluppate supponendo un processo di scelta di un insieme di argomenti su un dato AAF da parte di un agente, permettendo così l’analisi statica del framework.

Rappresentazione della Conoscenza e Ragionamento Automatico - RACRA18

Ricerca di Base 2018

Importo progetto: 3401.45 euro

Knowledge representation and automated reasoning are two of the pillars of Artificial Intelligence but, differently from other pillars, they are strictly intertwined. Depending on how knowledge is represented, different types of reasoning can be applied and, on the other hand, new developments in the automated reasoning column fosters new ideas on the knowledge representation side. Topics of interest of the project include, among the others, knowledge modeling, reasoning techniques in case of complete, incomplete, and uncertain knowledge, fully and partially observable models, developed systems, knowledge representation in Software engineering, planning, robotics, intelligent agents, semantic Web, Argumentation.
The above topics have great impact in several application fields. In the projects we will study how such ideas can be applied in (cyber)security, configuration and scheduling, bioinformatics, judgement aggregation, social choice, (algorithmic) game theory, Economics and Finance. Despite the group only recently is working on related topics together, all of them share interest for the RACRA project area. In particular, all of them are part of the AIxIA group on Knowledge Representation and Automated Reasoning, Francesco Santini and Stefano Bistarelli are chairs of the ACM SAC track on Knowledge representation and Reasoning, and Stefano Bistarelli is member of WG 12.1 - Knowledge Representation and Reasoning, part of the IFIP TC12 (he International Federation for Information Processing Technical Committee on Artificial Intelligence).

Argumentation 360

Ricerca di Base 2017

In questo progetto di ricerca ci occuperemo di sviluppare nuove teorie di base ed approcci pratici per argumentation, coprendo quindi sia il bisogno di nuovi risultati teorici sia implementazioni software di essi, o più in generale di aspetti computazioni legati a problemi di Argumentation. Per quanto riguarda gli aspetti teorici, verranno trattati aspetti quali, robustezza rispetto a modifiche dinamiche del framework (per esempio, aggiunta attacchi o argomenti), approcci basati su giochi cooperativi per l'analisi dell'influenza di ciascun argomento all'interno di in framework, e, infine, saranno studiate le proprietà delle semantiche pesate in modo da delineare in toto il lattice per inclusione delle loro estensioni. Per quanto riguarda gli aspetti più pratici, estenderemo il tool che abbiamo sviluppato (ConArg) e creeremo nuovi software in modo da testare i risultati teorici proposti precedentemente. Per esempio, svilupperemo un tool per la verifica su un dato framework delle varie proprietà tipiche delle semantiche ranking-based.

Kpi digital marketing

Bando Regione Umbria a sostegno dei progetti di ricerca industriale e sviluppo sperimentale L. 598/94 art. 11, 2016

Attività svolta per conto della società ICTLabs s.r.l.

Importo progetto: 24K euro

Il progetto ha come obiettivo generale quello di creare un nuovo prodotto software per supportare, coordinare e gestire in modo integrato tutte le attività aziendali necessarie alla creazione ed erogazione di servizi di digital marketing. Nell'ambito di questa collaborazione il gruppo di ricerca si è occupato di studiare e analizzare servizi di Digital Marketing erogati in passato da ICTLabs al fine di comprendere i razionali e identificare i Key Performance Indicator che ne hanno condizionato il risultato in termini di partecipazione.

Progetto Viscolla

Fondazione CRPG, 2016-2017

Importo progetto: 10K Euro

Sito web: www.dmi.unipg.it/viscolla

Il progetto Viscolla si occupa della realizzazione e visualizzazione di grafi di co-authorship di pubblicazioni scientifiche per quanto riguarda le collaborazioni a livello italiano, di ateneo, dipartimentali, o del singolo autore. Ciò permette di cogliere particolari caratteristiche legate alle interazioni che sussistono fra i vari autori che effettuano ricerca in modo congiunto. I risultati di tale valutazione possono incidere sullo status di singoli o di istituzioni, sull'allocazione delle risorse agli enti di ricerca, o altro. La valutazione riveste un ruolo fondamentale nel processo di crescita e di disseminazione della conoscenza scientifica.

Aspetti Computazionali e di Persuasione in Argomentazione - ComPAARG (2016-2018)

Ricerca di Base 2015

L’Argomentazione è stata introdotta in analisi decisionale solo recentemente. Le decisioni da prendere sono spesso basate su argomenti e contro-argomenti. Un modello può utilizzare un sistema di Argomentazione in cui si costruiscono argomenti a favore o contro ciascuna decisione, che viene valutata utilizzando una data semantica di accettabilità. Il contributo di ComPAArg sarà di: 1) studiare i limiti inferiori dei problemi di Argomentazione, cercando di sviluppare nuovi algoritmi efficienti. Successivamente, 2) studieremo come sia possibile aggiungere/rimuovere argomenti/attacchi per conseguire una particolare decisione desiderata. Tale manipolazione sarà visualizzata direttamente nello stesso tool, avendo quindi un interfaccia visiva per capire come un impatto sulle decisioni di cambiamento. 3) Teorizzeremo e svilupperemo un framework di ragionamento dove gli argomenti sono visti come vincoli. 4) Infine svilupperemo un tool di analisi decisionale orientato su scenari di Sicurezza.

YASMIN - un nuovo solver basato su GPU-computing per l'automazione del ragionamento logico-computazionale (2016 - 2019)

Ricerca di Base 2015

Ogni nuovo calcolatore viene oggigiorno equipaggiato con una o più schede grafiche programmabili (GPU). Ognuna di esse è in sostanza un'unità di elaborazione parallela contenente centinaia o migliaia di unità elementari di calcolo. Negli ultimi anni, anche in risposta alle pressanti richieste della comunità degli utilizzatori di tali dispositivi, la tecnologia alla base delle GPU è evoluta a tal punto da permettere la produzione di schede orientate al calcolo ad alte prestazioni, non necessariamente connesso alla computer graphics. Conseguentemente, le GPU hanno stimolato l'interesse di comunità scientifiche operanti in m ambiti applicativi. In questo panorama si situa la presente proposta di applicazione delle GPU alla logica computazionale ed in particolare al ragionamento automatico. In problemi di ragionamento automatico, la tecnica tradizionale di distribuzione di computazioni alternative su diversi processori non si adatta naturalmente all'architettura delle GPU, denominata SIMT (single instruction multiple thread), in quanto i vari flussi paralleli di esecuzione attivabili su una GPU risultano fortemente interconnessi e le loro attività risultano soggette a vincoli architetturali propri del tipo di dispositivo utilizzato. Quindi, applicare tecniche di programmazione parallela tradizionali "tout court" in questo contesto non costituisce garanzia di successo.
Obiettivo principale del progetto è lo studio e la realizzazione di un solver per SAT (satisfiability problem) e ASP (answer set programming) che sfrutti il parallelismo offerto dalle GPU e che sia basato su un approccio CDCL (conflict-driven clause-learning). La disponibilità di un tale solver, parallelo e ad alta efficienza, avrebbe notevoli ricadute in tutti gli ambiti in cui ASP e/o SAT rappresentano gli ingredienti fondamentali dei motori inferenziali che consentono l'automazione del ragionamento. Gli esempi sono numerosi, ci limitiamo a menzionare applicazioni esistenti a planning, scheduling, problem solving, configurazione di prodotto, phylogenetic tree reconstruction, haplotype inference, biological networks inference e modeling, ontology reasoning, semantic web, ecc. Una volta realizzata, la bontà della soluzione proposta e l'effettiva efficienza del solver verranno validate utilizzando benchmark impiegati nelle ASP e SAT competition internazionali.

Automi e Teoria dei Giochi per la Verifica di Sistemi - Da un’Analisi Booleana ad un’Analisi Quantitativa (2016 - 2019)

Ricerca di Base 2015

Efficient Methods for Argumentation-based Decision Support - EMADS

Ricerca di base 2015

Questo progetto, svolto nell'ambito dell'Argumentation, ha avuto come obiettivi principali lo studio di problemi decisionali multi-criterio multi-esperto e l'analisi di come determinate modifiche di un Argumentation Framework possano conseguire una particolare decisione desiderata.