Statistics in science and in society: From a state-of-the-art to a new research agenda

Statistics occupies a prominent role in science and citizens' daily life. This article provides a state-of-the-art of the problems associated with statistics in science and in society, structured along the three paradigms defined by Bauer, Allum and Miller (2007). It explores in more detail medicine and public understanding of science on the one hand, and risks and surveys on the other. Statistics has received a good deal of attention; however, very often handled in terms of deficit - either of scientists or of citizens. Many tools have been proposed to improve statistical literacy, the image of and trust in statistics, but with little understanding of their roots, with little coordination among stakeholders and with few assessments of impacts. These deficiencies represent as many new and promising directions in which the PUS research agenda could be expanded.

A forensic science perspective on the role of images in crime investigation and reconstruction

This article presents a global vision of images in forensic science. The proliferation of perspectives on the use of images throughout criminal investigations and the increasing demand for research on this topic seem to demand a forensic science-based analysis. In this study, the definitions of and concepts related to material traces are revisited and applied to images, and a structured approach is used to persuade the scientific community to extend and improve the use of images as traces in criminal investigations. Current research efforts focus on technical issues and evidence assessment. This article provides a sound foundation for rationalising and explaining the processes involved in the production of clues from trace images. For example, the mechanisms through which these visual traces become clues of presence or action are described. An extensive literature review of forensic image analysis emphasises the existing guidelines and knowledge available for answering investigative questions (who, what, where, when and how). However, complementary developments are still necessary to demystify many aspects of image analysis in forensic science, including how to review and select images or use them to reconstruct an event or assist intelligence efforts. The hypothetico-deductive reasoning pathway used to discover unknown elements of an event or crime can also help scientists understand the underlying processes involved in their decision making. An analysis of a single image in an investigative or probative context is used to demonstrate the highly informative potential of images as traces and/or clues. Research efforts should be directed toward formalising the extraction and combination of clues from images. An appropriate methodology is key to expanding the use of images in forensic science.

A design science approach to support the assessment of disruptive technology : the Swiss mobile payment case

Abstract In this thesis we present the design of a systematic integrated computer-based approach for detecting potential disruptions from an industry perspective. Following the design science paradigm, we iteratively develop several multi-actor multi-criteria artifacts dedicated to environment scanning. The contributions of this thesis are both theoretical and practical. We demonstrate the successful use of multi-criteria decision-making methods for technology foresight. Furthermore, we illustrate the design of our artifacts using build and-evaluate loops supported with a field study of the Swiss mobile payment industry. To increase the relevance of this study, we systematically interview key Swiss experts for each design iteration. As a result, our research provides a realistic picture of the current situation in the Swiss mobile payment market and reveals previously undiscovered weak signals for future trends. Finally, we suggest a generic design process for environment scanning.

Ecrire demain, penser aujourd'hui : la science-fiction à la croisée des disciplines : façonner une poétique, esquisser une pragmatique

Abstract De nature interdisciplinaire, ma thèse de doctorat porte sur les récits littéraires traditionnellement nommés de «science-fiction» - peu étudiés dans le milieu universitaire jusqu'à maintenant - et, plus particulièrement, sur le dialogue critique que ce genre littéraire peut instituer entre tout lecteur et la société technoscientifique au sein de laquelle il évolue au quotidien. Afin que cette tâche puisse être menée de manière rigoureuse, j'ai été conduit à faire entrer en résonance divers champs cognitifs non nécessairement liés a priori, à savoir les études littéraires (théorie de la mimèsis, théorie de la réception, théorie schaefferienne de la fiction et situations-limites sartriennes), anthropologiques (fonction du récit chez Jean Molino et Jérôme Brunner), économiques (histoire et théories du libéralisme), philosophiques (méditations heisenbergienne et heideggérienne sur la technique) et épistémologiques (liens entre technologies, sciences et société). En débutant par une réflexion historique sur l'émergence de la science moderne et du libéralisme économique, il s'agissait pour moi de montrer qu'entre ces deux savoirs, une alliance originale s'est nouée et ce, dès la fin du XVIIIe siècle : l'un a besoin de l'autre, et réciproquement. Il est ensuite mis en lumière qu'à la naissance de la science-fiction à la fin du XIXe siècle, correspond la nécessité, pour certains écrivains du moins, de réfléchir à l'évolution technoscientifique prise par la société de leur temps, ainsi qu'aux conséquences que ce progrès pourrait induire sur l'être humain en tant que sujet moral - une problématisation du rapport homme/technoscience par le biais de la fiction, donc. Lors de cette partie, je discute, d'une part, des éléments fondamentaux qui sont essentiels pour établir une poétique originale de la science-fiction - la conjecture, la structure des univers et les thèmes - et, d'autre, part, des distinctions génériques qu'il est important de discerner - j'en délimite trois : science-fiction «apologétique », «neutre » et «critique ». Finalement, mon travail se conclut par une réflexion, à partir de la pensée de Hans Jonas et de Jean-Pierre Dupuy, sur la fonction active que peuvent jouer les romans de science-fiction au niveau éthique. Pour le dire autrement, la fin de mon étude propose, en premier lieu, d'esquisser une «pragmatique de la science-fiction» ; puis, en second lieu, mon enquête stipule que la prise en charge sérieuse de ces récits conduit à la possibilité de concevoir une forme particulière de «catastrophisme éclairé », que j'appelle «heuristique du catastrophisme éclairé » conjurer les dangers et les périls qui pourraient éventuellement nous menacer, c'est avant tout croire qu'ils pourraient se réaliser si on ne les pense pas ou si on n'agit pas. Cette étape, souhaitée par les éthiciens, est justement celle qui me semble caractériser les récits de science-fiction critique. En ce sens, je montre que si la science-fiction écrit «demain », ce n'est en tout cas pas pour le fantasmer ou le prédire, mais, au contraire, pour mieux penser ce qui lui donne forme : l'« aujourd'hui ».

New perspectives in the use of ink evidence in forensic science: Part III: Operational applications and evaluation.

The research reported in this series of article aimed at (1) automating the search of questioned ink specimens in ink reference collections and (2) at evaluating the strength of ink evidence in a transparent and balanced manner. These aims require that ink samples are analysed in an accurate and reproducible way and that they are compared in an objective and automated way. This latter requirement is due to the large number of comparisons that are necessary in both scenarios. A research programme was designed to (a) develop a standard methodology for analysing ink samples in a reproducible way, (b) comparing automatically and objectively ink samples and (c) evaluate the proposed methodology in forensic contexts. This report focuses on the last of the three stages of the research programme. The calibration and acquisition process and the mathematical comparison algorithms were described in previous papers [C. Neumann, P. Margot, New perspectives in the use of ink evidence in forensic science-Part I: Development of a quality assurance process for forensic ink analysis by HPTLC, Forensic Sci. Int. 185 (2009) 29-37; C. Neumann, P. Margot, New perspectives in the use of ink evidence in forensic science-Part II: Development and testing of mathematical algorithms for the automatic comparison of ink samples analysed by HPTLC, Forensic Sci. Int. 185 (2009) 38-50]. In this paper, the benefits and challenges of the proposed concepts are tested in two forensic contexts: (1) ink identification and (2) ink evidential value assessment. The results show that different algorithms are better suited for different tasks. This research shows that it is possible to build digital ink libraries using the most commonly used ink analytical technique, i.e. high-performance thin layer chromatography, despite its reputation of lacking reproducibility. More importantly, it is possible to assign evidential value to ink evidence in a transparent way using a probabilistic model. It is therefore possible to move away from the traditional subjective approach, which is entirely based on experts' opinion, and which is usually not very informative. While there is room for the improvement, this report demonstrates the significant gains obtained over the traditional subjective approach for the search of ink specimens in ink databases, and the interpretation of their evidential value.

Liberties and constraints of the normative approach to evaluation and decision in forensic science: a discussion towards overcoming some common misconceptions

At a time when disciplined inference and decision making under uncertainty represent common aims to participants in legal proceedings, the scientific community is remarkably heterogenous in its attitudes as to how these goals ought to be achieved. Probability and decision theory exert a considerable influence, and we think by all reason rightly do so, but they go against a mainstream of thinking that does not embrace-or is not aware of-the 'normative' character of this body of theory. It is normative, in the sense understood in this article, in that it prescribes particular properties, typically (logical) coherence, to which reasoning and decision making ought to conform. Disregarding these properties can result in diverging views which are occasionally used as an argument against the theory, or as a pretext for not following it. Typical examples are objections according to which people, both in everyday life but also individuals involved at various levels in the judicial process, find the theory difficult to understand and to apply. A further objection is that the theory does not reflect how people actually behave. This article aims to point out in what sense these examples misinterpret the analytical framework in its normative perspective. Through examples borrowed mostly from forensic science contexts, it is argued that so-called intuitive scientific attitudes are particularly liable to such misconceptions. These attitudes are contrasted with a statement of the actual liberties and constraints of probability and decision theory and the view according to which this theory is normative.

Bayesian networks and the evaluation of scientific evidence in forensic science

Résumé Ce travail de thèse étudie des moyens de formalisation permettant d'assister l'expert forensique dans la gestion des facteurs influençant l'évaluation des indices scientifiques, tout en respectant des procédures d'inférence établies et acceptables. Selon une vue préconisée par une partie majoritaire de la littérature forensique et juridique - adoptée ici sans réserve comme point de départ - la conceptualisation d'une procédure évaluative est dite 'cohérente' lors qu'elle repose sur une implémentation systématique de la théorie des probabilités. Souvent, par contre, la mise en oeuvre du raisonnement probabiliste ne découle pas de manière automatique et peut se heurter à des problèmes de complexité, dus, par exemple, à des connaissances limitées du domaine en question ou encore au nombre important de facteurs pouvant entrer en ligne de compte. En vue de gérer ce genre de complications, le présent travail propose d'investiguer une formalisation de la théorie des probabilités au moyen d'un environment graphique, connu sous le nom de Réseaux bayesiens (Bayesian networks). L'hypothèse principale que cette recherche envisage d'examiner considère que les Réseaux bayesiens, en concert avec certains concepts accessoires (tels que des analyses qualitatives et de sensitivité), constituent une ressource clé dont dispose l'expert forensique pour approcher des problèmes d'inférence de manière cohérente, tant sur un plan conceptuel que pratique. De cette hypothèse de travail, des problèmes individuels ont été extraits, articulés et abordés dans une série de recherches distinctes, mais interconnectées, et dont les résultats - publiés dans des revues à comité de lecture - sont présentés sous forme d'annexes. D'un point de vue général, ce travail apporte trois catégories de résultats. Un premier groupe de résultats met en évidence, sur la base de nombreux exemples touchant à des domaines forensiques divers, l'adéquation en termes de compatibilité et complémentarité entre des modèles de Réseaux bayesiens et des procédures d'évaluation probabilistes existantes. Sur la base de ces indications, les deux autres catégories de résultats montrent, respectivement, que les Réseaux bayesiens permettent également d'aborder des domaines auparavant largement inexplorés d'un point de vue probabiliste et que la disponibilité de données numériques dites 'dures' n'est pas une condition indispensable pour permettre l'implémentation des approches proposées dans ce travail. Le présent ouvrage discute ces résultats par rapport à la littérature actuelle et conclut en proposant les Réseaux bayesiens comme moyen d'explorer des nouvelles voies de recherche, telles que l'étude de diverses formes de combinaison d'indices ainsi que l'analyse de la prise de décision. Pour ce dernier aspect, l'évaluation des probabilités constitue, dans la façon dont elle est préconisée dans ce travail, une étape préliminaire fondamentale de même qu'un moyen opérationnel.