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base de l'inteligence artificielle

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  1. 1. Introduction `a l’Intelligence ArtificielleCyril Terriouxcyril.terrioux@univ-amu.frIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 1 / 41
  2. 2. Plan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 2 / 41
  3. 3. IntroductionPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 3 / 41
  4. 4. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence ?Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
  5. 5. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence ?La d´efinition du Larousse :Facult´e de comprendre, de saisir par la pens´ee.Aptitude `a s’adapter `a une situation, `a choisir en fonction descirconstances.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
  6. 6. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence ?Quelques exemples de tˆaches ”intelligentes” :le raisonnement de bon sensl’´etude des sciences (physique, math´ematiques, . . . ),la compr´ehension d’une langue,l’´ecriture de logiciels,la conduite d’un v´ehicule.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 5 / 41
  7. 7. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :la difficult´e `a d´efinir l’Intelligencede nombreux domaines sont concern´es par l’IAIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
  8. 8. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :la difficult´e `a d´efinir l’Intelligencede nombreux domaines sont concern´es par l’IAUne d´efinition approximative :”Reproduire le comportement humain”Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
  9. 9. IntroductionQu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :la difficult´e `a d´efinir l’Intelligencede nombreux domaines sont concern´es par l’IAUne d´efinition approximative :”Reproduire le comportement humain”Une d´efinition approximative plus g´en´erale :”Reproduire le comportement animal”Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
  10. 10. L’histoire de l’IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 7 / 41
  11. 11. L’histoire de l’IALa pr´ehistoire (1945-1955)Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatiqueIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
  12. 12. L’histoire de l’IALa pr´ehistoire (1945-1955)Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatiqueR´esultat : un ´echecIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
  13. 13. L’histoire de l’IALa pr´ehistoire (1945-1955)Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatiqueR´esultat : un ´echecMais, on a tira des enseignements :importance des connaissances non exprim´ees,´etude de la repr´esentation des connaissances,impossibilit´e de repr´esenter toutes les connaissances,n´ecessit´e de les r´ediger sous forme g´en´erique.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
  14. 14. L’histoire de l’IALa pr´ehistoire (1945-1955)Test de Turing :un jeu avec 3 joueurs A, B et CC doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femmeC pose des questions `a A et Ble joueur A tente d’induire C en erreurle joueur B joue le jeuIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 9 / 41
  15. 15. L’histoire de l’IALa pr´ehistoire (1945-1955)Test de Turing :un jeu avec 3 joueurs A, B et CC doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femmeC pose des questions `a A et Ble joueur A tente d’induire C en erreurle joueur B joue le jeuQue se passe-t-il quand on remplace A par une machine ?C ´echouera-t-il aussi souvent ?Introduction `a l’Intelligence Artificielle 9 / 41
  16. 16. L’histoire de l’IALes balbutiements (1955-1970)1956 :John McCarthy invente le terme IA.Postulat : toute activit´e intelligente est mod´elisable et reproductiblepar une machine.LOGIC THEORIST : premier programme pour la d´emonstration deth´eor`emes1957 :GPS (General Problem Solver)NSS (jeu d’´echecs)1960 : Algorithme de Davis et Putnam. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 10 / 41
  17. 17. L’histoire de l’IALa sp´ecialisation (1970-1980)De nombreuses ramifications vont se cr´eer :compr´ehension du langage naturel,d´emonstration automatique de th´eor`emes,repr´esentation des connaissances,programmation des jeux,r´esolution de probl`emes,. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 11 / 41
  18. 18. L’histoire de l’IAL’essor (1980-????)Avanc´ee technologique de l’informatiqueExemples :Les syst`emes experts deviennent op´erationnels en chimie, enm´edecine, en g´eologie ou dans l’industrie.Deep Blue bat Kasparov (1997).La recherche publique ou priv´ee se d´eveloppe.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 12 / 41
  19. 19. Vers une d´efinition de l’IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 13 / 41
  20. 20. Vers une d´efinition de l’IAL’approche cognitiveUne approche pluridisciplinaire mˆelant linguistes, informaticiens etpsychologuesEtude des processus du raisonnement humainL’IA est la r´ealisation des programmes imitant dans leur fonctionnementl’esprit humain.Exemple : la compr´ehension du langage naturelIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 14 / 41
  21. 21. Vers une d´efinition de l’IAL’approche pragmatisteObjectif : produire des algorithmes`a partir de l’´etude du probl`emeen tenant compte des contraintes mat´erielles.IA = boˆıte noireBoˆıte intelligente si elle r´eussit un certain nombre de tests (par exempleTest de Turing)Introduction `a l’Intelligence Artificielle 15 / 41
  22. 22. Vers une d´efinition de l’IAL’approche connexionisteUne approche fondamentalement diff´erenteAucun apprentissage symbolique, aucun algorithmeMais une mod´elisation du fonctionnement des neuronesR´eseaux de neurones capables :d’apprendre `a partir d’exemples,de g´en´eraliser (empiriquement) cet apprentissage.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 16 / 41
  23. 23. Vers une d´efinition de l’IAUne d´efinition g´en´eraleL’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquellesl’Homme est actuellement meilleur que la machine.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
  24. 24. Vers une d´efinition de l’IAUne d´efinition g´en´eraleL’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquellesl’Homme est actuellement meilleur que la machine.Remarque :Un probl`eme dit d’IA aujourd’huine le sera peut-ˆetre plus demain !Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
  25. 25. Les domaines concern´es par l’IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 18 / 41
  26. 26. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriqueLogiqueBases de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  27. 27. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmique´ecriture, preuve et complexit´e des algorithmesTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriqueLogiqueBases de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  28. 28. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´ecomplexit´e des probl`emesImagerie Num´eriqueLogiqueBases de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  29. 29. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriquetraitement de l’imageLogiqueBases de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  30. 30. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriqueLogiquelogique propositionnellelogique du premier ordrelogique non monotoneBases de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  31. 31. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriqueLogiqueBases de donn´eesapprentissagefouilles de donn´eesLangage naturel. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  32. 32. Les domaines concern´es par l’IAL’informatiqueAlgorithmiqueTh´eorie de la complexit´eImagerie Num´eriqueLogiqueBases de donn´eesLangage naturelcompr´ehension du langage naturelanalyses lexicales et syntaxiquess´emantique. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  33. 33. Les domaines concern´es par l’IALes math´ematiquesOutils math´ematiquesobjets math´ematiques (arbres, graphes, . . . )les probabilit´es. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
  34. 34. Les domaines concern´es par l’IALes math´ematiquesOutils math´ematiquesobjets math´ematiques (arbres, graphes, . . . )les probabilit´es. . .LogiquePreuve de th´eor`emes. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
  35. 35. Les domaines concern´es par l’IALes sciences humainesLogiqueIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  36. 36. Les domaines concern´es par l’IALes sciences humainesLogiqueLangage naturel´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel´etude linguistiqueIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  37. 37. Les domaines concern´es par l’IALes sciences humainesLogiqueLangage naturel´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel´etude linguistiqueFonctionnement du raisonnement humain´etude des processus mis en œuvre par le cerveau humain. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  38. 38. Les domaines concern´es par l’IAAutres domaines int´eressants pour l’IALa m´edecineLa biologieLa physique et la chimie. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 22 / 41
  39. 39. Quelques applications de l’IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 23 / 41
  40. 40. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelQuelques probl`emes :compr´ehension d’un langage naturelsynth`ese de phrasetraduction automatique. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 24 / 41
  41. 41. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelLes difficult´es :processus extrˆemement complexesaucune logique math´ematiqueles r`egles et les exceptions sont nombreuses (aspect syntaxique)les ambigu¨ıt´es aussi ⇒ n´ecessit´e d’exploiter l’aspect s´emantiqueIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 25 / 41
  42. 42. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelExemples :”La porte ferme mal”Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  43. 43. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelExemples :”La porte ferme mal”art. nom verbe adv.Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  44. 44. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelExemples :”La porte ferme mal”art. nom verbe adv.pron. verbe nom nomIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  45. 45. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelExemples :”La porte ferme mal”art. nom verbe adv.pron. verbe nom nom”La ferme”Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  46. 46. Quelques applications de l’IATraitement du langage naturelExemples :”La porte ferme mal”art. nom verbe adv.pron. verbe nom nom”La ferme”art. nompron. verbeIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  47. 47. Quelques applications de l’IAProbl`emes de visionQuelques probl`emes :analyse de sc`eneanalyse s´emantique du contenu. . .Exemple : analyse de flux vid´eo (INA)Introduction `a l’Intelligence Artificielle 27 / 41
  48. 48. Quelques applications de l’IAPlanification de tˆachesQuelques probl`emes :calcul d’un plancalcul du meilleur planprise en compte de contraintes temporelles. . .Exemples :transports de passagers ou de marchandisesfabrication `a la chaˆıneIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 28 / 41
  49. 49. Quelques applications de l’IARobotiqueQuelques probl`emes :probl`eme de visionplanifications de tˆachesprobl`eme de repr´esentation de l’environnementvitesse de r´eaction. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 29 / 41
  50. 50. Quelques applications de l’IAFouilles de donn´eesQuelques probl`emes :d´efinition de langagerepr´esentation des connaissancesd´eduction de nouvelles informations. . .Exemples :d´efinition du profil type des visiteurs d’un siterecherche m´edicaleIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 30 / 41
  51. 51. Quelques applications de l’IASyst`emes expertsQuelques exemples :diagnostic m´edical,d´etection de panne,analyse chimique,prospection g´eologique,configuration d’ordinateur (DEC). . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 31 / 41
  52. 52. Quelques applications de l’IALes jeuxQuelques probl`emes :th´eorie des jeuxtemps de r´eponse. . .Exemples :Jeux vid´eoJeux d’´echecs, de dames, de go, . . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 32 / 41
  53. 53. Quelques applications de l’IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 33 / 41
  54. 54. Quelques applications de l’IASur le plan ´economiquer´eduction des investissements :op´erateurs de t´el´ephonie mobileindustrier´eduction des coˆuts :transport de passagers ou de marchandisesindustrieIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 34 / 41
  55. 55. Quelques applications de l’IASur le plan ´economiqueSoci´et´es sp´ecialis´ees :Bouygues E-lab,Cosytec,France T´el´ecom R&D,ILOG (IBM),PROLOGIA,. . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 35 / 41
  56. 56. Quelques applications de l’IASur le plan humainmeilleures pr´evisions des risques climatiquesenvoi de robotsfaciliter l’acc`es `a l’informationdes logiciels toujours plus efficacesdes jeux toujours plus r´ealistesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 36 / 41
  57. 57. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 37 / 41
  58. 58. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es de mod´elisation :les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinisIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  59. 59. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es de mod´elisation :les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efiniscertaines notions sont difficiles `a exprimer :possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  60. 60. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es de mod´elisation :les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efiniscertaines notions sont difficiles `a exprimer :possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .Difficult´es de r´esolution :Difficult´es de conception des algorithmesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  61. 61. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es de mod´elisation :les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efiniscertaines notions sont difficiles `a exprimer :possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .Difficult´es de r´esolution :Difficult´es de conception des algorithmesEspaces de recherche tr`es vastesProbl`emes de temps de r´eponseIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  62. 62. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es technologiques :Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnellesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  63. 63. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es technologiques :Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnellesDifficult´es de g´en´eralisation :Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulierIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  64. 64. Quelques difficult´es rencontr´ees en IAQuelques difficult´es rencontr´ees en IADifficult´es technologiques :Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnellesDifficult´es de g´en´eralisation :Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulierDes probl`emes tr`es vari´esIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  65. 65. Ce qui sera abord´e dans ce coursPlan1 Introduction2 L’histoire de l’IA3 Vers une d´efinition de l’IA4 Les domaines concern´es par l’IA5 Quelques applications de l’IA6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA7 Ce qui sera abord´e dans ce coursIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 40 / 41
  66. 66. Ce qui sera abord´e dans ce coursCe qui sera abord´e dans ce coursLa repr´esentation des connaissances :diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,. . . )raisonnements sur ces formalismesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
  67. 67. Ce qui sera abord´e dans ce coursCe qui sera abord´e dans ce coursLa repr´esentation des connaissances :diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,. . . )raisonnements sur ces formalismesLa th´eorie des jeuxquelques techniques pour les jeux `a deux joueursillustrations pour le jeu d’´echecsles limites pratiquesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
  68. 68. Ce qui sera abord´e dans ce coursCe qui sera abord´e dans ce coursLa repr´esentation des connaissances :diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,. . . )raisonnements sur ces formalismesLa th´eorie des jeuxquelques techniques pour les jeux `a deux joueursillustrations pour le jeu d’´echecsles limites pratiquesLa planification de tˆachesIntroduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41

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