Faculté informatique et communications IC, Section d'informatique, Institut d'informatique fondamentale IIF (Laboratoire d'intelligence artificielle LIA)

Scalable intelligent electronic catalogs

Torrens Arnal, Marc ; Faltings, Boi V. (Dir.)

Thèse sciences Ecole polytechnique fédérale de Lausanne EPFL : 2002 ; no 2690.

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    Summary
    The world today is full of information systems which make huge quantities of information available. This incredible amount of information is clearly overwhelming Internet endusers. As a consequence, intelligent tools to identify worthwhile information are needed, in order to fully assist people in finding the right information. Moreover, most systems are ultimately used, not just to provide information, but also to solve problems. Encouraged by the growing popular success of Internet and the enormous business potential of electronic commerce, e-catalogs have been consolidated as one of the most relevant types of information systems. Nearly all currently available electronic catalogs are offering tools for extracting product information based on key-attribute filtering methods. The most advanced electronic catalogs are implemented as recommender systems using collaborative filtering techniques. This dissertation focuses on strategies for coping with the difficulty of building intelligent catalogs which fully support the user in his purchase decision-making process, while maintaining the scalability of the whole system. The contributions of this thesis lie on a mixed-initiative system which is inspired by observations on traditional commerce activities. Such a conversational model consists basically of a dialog between the customer and the system, where the user criticizes proposed products and the catalog suggests new products accordingly. Constraint satisfaction techniques are analyzed in order to provide a uniform framework for modeling electronic catalogs for configurable products. Within the same framework, user preferences and optimization constraints are also easily modeled. Searching strategies for proposing the adequate products according to criteria are described in detail. Another dimension of this dissertation faces the problem of scalability, i.e., the problem of supporting hundreds, or thousands of users simultaneously using intelligent electronic catalogs. Traditional wisdom would presume that in order to provide full assistance to users in complex tasks, the business logic of the system must be complex, thus preventing scalability. SmartClient is a software architectural model that uses constraint satisfaction problems for representing solution spaces, instead of traditional models which represent solution spaces by collections of single solutions. This main idea is supported by the fact that constraint solvers are extreme in their compactness and simplicity, while providing sophisticated business logic. Different SmartClient architecture configurations are provided for different uses and architectural requirements. In order to illustrate the use of constraint satisfaction techniques for complex electronic catalogs with the SmartClient architecture, a commercial Internet-based application for travel planning, called reality, has been successfully developed. Travel planning is a particularly appropriate domain for validating the results of this research, since travel information is dynamic, travel planning problems are combinatorial, and moreover, complex user preferences and optimization constraints must be taken into consideration.
    Résumé
    Le monde d'aujourd'hui est rempli de systèmes d'information qui rendent disponibles d'énormes quantités de données. Cet incroyable quantité d'information surpasse clairement l'utilisateur d'Internet. C'est pourquoi des outils intelligents permettant d'identifier les informations pertinentes sont nécessaire pour pouvoir aider les personnes à trouver l' information adéquate. De plus, la plupart des systèmes sont finalement utilisés non seulement pour trouver de l'information mais également pour résoudre des problèmes. Encouragés par le succès croissant d'Internet et l'énorme potentiel du commerce électronique, les catalogues électroniques sont devenus un des types de systèmes d'information les plus incontournables. La plupart de ceux-ci permettent de rechercher des produits grâce à des méthodes de filtrages basés sur leurs attributs. Les catalogues électroniques les plus évolués sont conçus comme des systèmes de recommandation utilisant des techniques de filtrage coopératif. Cette thèse se concentre sur les stratégies pour faire face à la difficulté de construire des catalogues intelligents qui supportent l'utilisateur dans son processus de décision d'achat tout en préservant la scalabilité du système. Les contributions de cette thèse se reposent sur un modèle d'interaction inspiré par l'observation du commerce traditionnel. Ce modèle consiste d'un dialogue entre le client et le système, où l'utilisateur critique les produits proposés et le catalogue suggère de nouveaux produits en conséquence. Les techniques de satisfaction de contraintes sont analysées afin de fournir un cadre uniforme pour la modélisation de catalogues électroniques de produits configurables. A l'intérieur de ce cadre, les préférences d'utilisateur ainsi que les contraintes d'optimisation sont aussi facilement modélisées. Des stratégies de recherche pour proposer les produits conformes à ces préférences et contraintes sont décrites en détails. Un autre aspect de cette thèse fait face au problème de scalabilité, c'est-à-dire au problème de supporter des centaines, ou milliers, d'utilisateurs simultanés des catalogues électroniques. La sagesse traditionnelle présumerait que, pour fournir une assistance complète à l'utilisateur pour des tâches complexes, la logique du système doit être complexe donc empêchant toute scalabilité. SmartClient est un modèle d'architecture logicielle qui utilise les problèmes de satisfaction de contraintes pour représenter les espaces de solutions à la place des modèles traditionnels qui les représentent à l'aide de collections de solutions isolées. La principale idée est soutenue par le fait que les algorithmes de résolution par contraintes sont extrêmement compacts et simples tout en fournissant une logique sophistiquée. Différentes configurations de l'architecture SmartClient sont données pour différentes utilisations et spécifications d'architecture. Afin d'illustrer l'utilisation des techniques de satisfaction de contraintes pour des catalogues électroniques complexes utilisant l'architecture SmartClient, une application commerciale pour la planification de voyages, appelée reality, a été développée avec succès. La planification de voyages est un domaine particulièrement approprié pour la validation des résultats de cette recherche car l'information est dynamique, les problèmes de planification sont combinatoires et, de plus, de complexes préférences d'utilisateur et des contraintes d'optimisation doivent être prises en considération.