Chapitre I : Introduction à l'IA

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1 Chapitre I : Introduction à l'IA
Intelligence Artificielle chapitre I Contenu De la matière IA Cours TP Déroulement du cours : Cours magistral (présentation powerpoint) puis éventuellement préambule TP et/ou démonstrations (1h30) . Les élèves doivent prendre des notes Certaines parties du cours vous seront transmises sur support papier. Les préambules de chaque TP seront mis au préalables sur le réseau Les énoncés des TP vous seront transmis sur support papier Déroulement des TP Les TP (qui durent en moyenne 2h30) sont notés. Les élèves sont encadrés sans être assistés. En TP, vous travaillerez en groupe de 1 ou 2 ou 3 personnes à votre choix ( penser à vous mettre en groupe pour le premier TP). Critères d’évaluation des TP: Résolution du problème, Optimisation du code, Temps de développement Si vous êtes absent sans justification le long d’, vous avez une zéro pour le TP en question Quand vous estimez que votre travail est achevé, vous m’appelez pour tester votre programme et noter que vous avez fini votre TP Contrôles : Un partiel par semestre, Des TP et éventuellement, des interrogations écrites par semestre, Un projet de fin d’année (fin avril/début mai) Pour le barème des notes : 1er semestre : partiel (2/3), TP (1/3), 2eme semestre : partiel (2/3), TP (1/6), Projet (1/6) Introduction à l’intelligence Artificielle EPSI / Montpellier - Cycle CSII 2A EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

2 Chapitre I : Introduction à l'IA
Objectifs de l’IA: Etudier et analyser les comportements humains réputés intelligents afin de les reproduire à l’aide d’un ordinateur. Transposer différentes formes d’intelligence en données qu’un ordinateur peut exploiter face à un problème précis L’IA est une discipline dont l’objectif est de doter l’ordinateur d’une certaine intelligence, pour ce faire, elle étudie et analyse les comportements humains réputés intelligents puis elle transcrit ses comportements sous forme de données qu’un ordinateur peut utiliser pour résoudre un problème précis EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

3 Chapitre I : Introduction à l'IA
Machines ou processus intelligents Premières tentatives : Machine à calcul (Pascal) La cybernétique (Wiener) Machine pensante (Babbage & Turing) Comportements intelligents : Résoudre des problèmes Comprendre un texte en langue naturelle Percevoir un environnement et y réagir EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

4 Chapitre I : Introduction à l'IA
Qu'est ce que l'intelligence ? Est-ce la faculté de raisonner ? d'apprendre ? de comprendre une langue ? Mais la notion d’intelligence est une notion assez ambiguë, qui fait toujours l’objet de nombreuses disputes philosophiques Alors qu’est-ce que l’intelligence, Est-ce … EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

5 Introduction Qu'est ce que l'intelligence ? Est-ce la faculté
d'exploiter un savoir pour résoudre un problème ? de percevoir et de manipuler des objets du monde réel ? de s’adapter à des nouvelles situations en établissants des liens avec des situations déjà vécues ?

6 Chapitre I : Introduction à l'IA
Qu'est ce que l'intelligence ? L’intelligence intègre plusieurs capacités intellectuelles L’homme utilise devant un problème à résoudre des moyens très variés : les faits les intuitions, les jugements, les associations, les déductions , …. L'intelligence intègre sans doute, toutes ses facultés mais ne saurait se réduire à une simple énumération. En effet l'homme utilise .... EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

7 Chapitre I : Introduction à l'IA
Définitions Point de vue cognitif Point de vue informatique Une science dont le but est d’analyser et de modéliser des processus cognitifs tels que la représentation des connaissances et le raisonnement Finalement, on peut définir l'IA comme suit : de point de vue cognitif ...., autrement dit étudier comment les connaissances acquises sont utiliseés pour élaborer des solutions aux pbs posés. Une branche de l’informatique qui concerne la conception et la réalisation de systèmes informatiques montrant des caractéristiques qui sont du ressort de l’intelligence humaine : comprendre le langage naturel, apprendre, raisonner, … EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

8 Chapitre I : Introduction à l'IA
Fondements : L’informatique Les mathématiques et la logique La linguistique La psychologie cognitive et linguistique La philosophie Les neurosciences La biologie De ces définitions, on peut retenir que l'IA est un domaine multidisciplinaire qui trouve ses fondements dans les disciplines suivantes : ... EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

9 Chapitre I : Introduction à l'IA
Champs d’application : Le traitement automatique du langage naturel La reconnaissance de la parole La démonstration automatique de théorèmes La résolution des problèmes et les jeux La vision par ordinateur et l’analyse d’images La robotique La réalité virtuelle Les principaux champs d'application de l'IA sont : 1. Il s'agit plus particulièrement d'applications d'analyse et de génération de phrases pour la traduction automatique de texte, pour l'accès aux bases de données (interface avec des requetes SQL) et pour l'IHM en général 2. Parler et se faire comprendre par une machine : il s'agit d'une application de TALNP, donc il ya en plus l'étude des aspects acoustiques du son, et des aspects phonétique et phonologiques 3. Ce genre d'application consiste à mettre en oeuvre des méthodes générales de raisonnement et d'inférence 4. Ces applications mette en oeuvre des méthodes heuristiques pour résoudre le problème d'explosion combinatoire 5. Il s'agit d'identifier des formes visuelles à partir d'algo et de techniques de reconnaissance des formes : reconnaissance de texte, d'objets d'une scène, de zone d'image satellitaires, etc. 6. Application qui consiste à automatiser des taches industrielles pour les faire exécuter par un robot : guidage automatique de voiture, détection de mines, manipulation d'objets dangereux, etc: 7. Application en image de synthèse 8. Les SE sont des programmes capables d'avoir de performances d'experts dans des domaines restreints : droit, médecine, botanique, chimie, géologie, etc. 10. EAO qui rend une autre forme actuellement qui est celle de l'enseignement à distance EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

10 Introduction Champs d’application :
Les systèmes experts et les systèmes d’aide à la décision L’auto-apprentissage symbolique et connectioniste : Raisonnement à base de cas, réseaux de neurones, algorithmes génétiques L’enseignement assisté par ordinateur

11 Chapitre I : Introduction à l'IA
Historique : l’avant histoire : la naissance et l’enfance : les essais et les erreurs : l’adolescence : la maturité : la diversification EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

12 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
Question : Quand fait-on appel à l’IA ? Réponse : Quand l’informatique classique est difficilement ou pas du tout applicable : 1. Une solution algorithmique est impossible à mettre en œuvre 2. Il n’existe pas de solution algorithmique : les experts humains font appel à des connaissances heuristiques 3. L’expertise est plutôt qualitative, peu structurée, vague, incertaine, incomplète et/ou évolutive 4. Les utilisateurs souhaitent obtenir des explications sur le raisonnement du système

13 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
- Quand fait-on appel à l’IA ? Quand l’algorithme est impossible à mettre en œuvre Problème d’explosion combinatoire en temps et en espace Exemple du jeu d ’échecs En moyenne 20 coups par échange et 50 échanges Dans une partie => 2050 situations à explorer !

14 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
Quand fait-on appel à l’IA ? Quand l’algorithme est impossible à mettre en œuvre Problème d’explosion combinatoire en temps et en espace Exemple du syndrome du coffre fort Combien de temps nous faudrait-il pour trouver un code à 10 chiffre d’un coffre fort sachant qu’il faut 1 seconde pour tourner la molette et ouvrir la porte du coffre fort

15 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
Explosion combinatoire : exemple du Syndrome du coffre fort Molettes Possibilités Temps s * 10 = mn 40 s * 10 * 10 = mn h 30 mn jour jours mois ans ans = ans !

16 Chapitre I : Introduction à l'IA
Apport de l’IA à l’informatique - Quand fait-on appel à l’IA ? Quand il n’y a pas de solution algorithmique et quand les experts utilisent plutôt une approche heuristique Heuristique Connaissances implicites empiriques et intuitives basées sur le jugement, l’expérience et le savoir faire de l ’expert Connaissances informelles et non garanties de succès Un guide vers la solution Exemples du kiwi et de la carte à rechercher EPSI/Montpellier Cycle CSII 2A Module Intelligence Artificielle

17 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
- Quand fait-on appel à l’IA ? Quand l’expertise est qualitative, peu structurée, vague, incertaine, incomplète et/ou évolutive Exemple : Diagnostic médical et interprétation des symptômes (Je ne m'attendait pas à cette maladie chez une jeune fille de 20 ans. C'est si rare que ça en devient négligeable. Ce n'est pas la peine de pratiquer les tests sur une personne jeune. Si les gens sont jeunes, il est vraisemblable que je ne ferai pas de tests; s'ils ont un certain âge, je les ferai probablement)

18 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
- Quand fait-on appel à l’IA ? Quand l’expertise est qualitative, peu structurée, vague, incertaine, incomplète et/ou évolutive Exemple : Diagnostic médical et interprétation des symptômes (Supposons que je sache que la présence de boutons rouges sur la peau indique une variole avec 90% de chances, qu’une fièvre de plus de 38° indique une variole avec 30% de chances, que des démangeaisons indiquent une variole avec 50% de chances, avec quelle probabilité va-t-on conclure à la présence de variole si on observe les trois symptômes ?)

19 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
- Quand fait-on appel à l’IA ? Quand l’expertise est qualitative, peu structurée, vague, incertaine, incomplète et/ou évolutive Exemple : (Supposons qu’il y ait 80% de chances qu’un crétois soit menteur, que je sache avec 90% de chance que Pierre est crétois, comment estimer les chances pour que Pierre soit menteur ?)

20 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
Des langages et des outils puissants pour la formalisation des connaissances Lisp, Clips, Prolog et SmallTalk Des approches de programmation permettant de manipuler des informations symboliques  (des concepts, des règles, des faits, des raisonnements) Approches fonctionnelle, logique, objet, agents, etc.. Des techniques pour l’extraction des connaissances

21 Introduction Apport de l’IA à l’informatique
Des modes de raisonnement : Modes déductif, inductif, par analogie, par l ’absurde Des modèles de représentation des connaissances Modèles logiques, sémantiques, etc.