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Introduction `a l’Intelligence Artificielle
Cyril Terrioux
cyril.terrioux@univ-amu.fr
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 1 / 41
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 2 / 41
Introduction
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 3 / 41
Introduction
Qu’est-ce que l’Intelligence ?
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
Introduction
Qu’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 des
circonstances.
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
Introduction
Qu’est-ce que l’Intelligence ?
Quelques exemples de tˆaches ”intelligentes” :
le raisonnement de bon sens
l’´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
Introduction
Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?
Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :
la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence
de nombreux domaines sont concern´es par l’IA
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
Introduction
Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?
Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :
la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence
de nombreux domaines sont concern´es par l’IA
Une d´efinition approximative :
”Reproduire le comportement humain”
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
Introduction
Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ?
Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise :
la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence
de nombreux domaines sont concern´es par l’IA
Une 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
L’histoire de l’IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 7 / 41
L’histoire de l’IA
La pr´ehistoire (1945-1955)
Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
L’histoire de l’IA
La pr´ehistoire (1945-1955)
Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique
R´esultat : un ´echec
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
L’histoire de l’IA
La pr´ehistoire (1945-1955)
Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique
R´esultat : un ´echec
Mais, 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
L’histoire de l’IA
La pr´ehistoire (1945-1955)
Test de Turing :
un jeu avec 3 joueurs A, B et C
C doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femme
C pose des questions `a A et B
le joueur A tente d’induire C en erreur
le joueur B joue le jeu
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 9 / 41
L’histoire de l’IA
La pr´ehistoire (1945-1955)
Test de Turing :
un jeu avec 3 joueurs A, B et C
C doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femme
C pose des questions `a A et B
le joueur A tente d’induire C en erreur
le joueur B joue le jeu
Que se passe-t-il quand on remplace A par une machine ?
C ´echouera-t-il aussi souvent ?
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 9 / 41
L’histoire de l’IA
Les balbutiements (1955-1970)
1956 :
John McCarthy invente le terme IA.
Postulat : toute activit´e intelligente est mod´elisable et reproductible
par une machine.
LOGIC THEORIST : premier programme pour la d´emonstration de
th´eor`emes
1957 :
GPS (General Problem Solver)
NSS (jeu d’´echecs)
1960 : Algorithme de Davis et Putnam
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 10 / 41
L’histoire de l’IA
La 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
L’histoire de l’IA
L’essor (1980-????)
Avanc´ee technologique de l’informatique
Exemples :
Les syst`emes experts deviennent op´erationnels en chimie, en
m´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
Vers une d´efinition de l’IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 13 / 41
Vers une d´efinition de l’IA
L’approche cognitive
Une approche pluridisciplinaire mˆelant linguistes, informaticiens et
psychologues
Etude des processus du raisonnement humain
L’IA est la r´ealisation des programmes imitant dans leur fonctionnement
l’esprit humain.
Exemple : la compr´ehension du langage naturel
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 14 / 41
Vers une d´efinition de l’IA
L’approche pragmatiste
Objectif : produire des algorithmes
`a partir de l’´etude du probl`eme
en tenant compte des contraintes mat´erielles.
IA = boˆıte noire
Boˆıte intelligente si elle r´eussit un certain nombre de tests (par exemple
Test de Turing)
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 15 / 41
Vers une d´efinition de l’IA
L’approche connexioniste
Une approche fondamentalement diff´erente
Aucun apprentissage symbolique, aucun algorithme
Mais une mod´elisation du fonctionnement des neurones
R´eseaux de neurones capables :
d’apprendre `a partir d’exemples,
de g´en´eraliser (empiriquement) cet apprentissage.
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 16 / 41
Vers une d´efinition de l’IA
Une d´efinition g´en´erale
L’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquelles
l’Homme est actuellement meilleur que la machine.
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
Vers une d´efinition de l’IA
Une d´efinition g´en´erale
L’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquelles
l’Homme est actuellement meilleur que la machine.
Remarque :
Un probl`eme dit d’IA aujourd’hui
ne le sera peut-ˆetre plus demain !
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 18 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
Logique
Bases de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
´ecriture, preuve et complexit´e des algorithmes
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
Logique
Bases de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
complexit´e des probl`emes
Imagerie Num´erique
Logique
Bases de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
traitement de l’image
Logique
Bases de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
Logique
logique propositionnelle
logique du premier ordre
logique non monotone
Bases de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
Logique
Bases de donn´ees
apprentissage
fouilles de donn´ees
Langage naturel
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
L’informatique
Algorithmique
Th´eorie de la complexit´e
Imagerie Num´erique
Logique
Bases de donn´ees
Langage naturel
compr´ehension du langage naturel
analyses lexicales et syntaxiques
s´emantique
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Les math´ematiques
Outils math´ematiques
objets math´ematiques (arbres, graphes, . . . )
les probabilit´es
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Les math´ematiques
Outils math´ematiques
objets math´ematiques (arbres, graphes, . . . )
les probabilit´es
. . .
Logique
Preuve de th´eor`emes
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Les sciences humaines
Logique
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Les sciences humaines
Logique
Langage naturel
´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel
´etude linguistique
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Les sciences humaines
Logique
Langage naturel
´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel
´etude linguistique
Fonctionnement du raisonnement humain
´etude des processus mis en œuvre par le cerveau humain
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
Les domaines concern´es par l’IA
Autres domaines int´eressants pour l’IA
La m´edecine
La biologie
La physique et la chimie
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 22 / 41
Quelques applications de l’IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 23 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Quelques probl`emes :
compr´ehension d’un langage naturel
synth`ese de phrase
traduction automatique
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 24 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Les difficult´es :
processus extrˆemement complexes
aucune logique math´ematique
les r`egles et les exceptions sont nombreuses (aspect syntaxique)
les ambigu¨ıt´es aussi ⇒ n´ecessit´e d’exploiter l’aspect s´emantique
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 25 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Exemples :
”La porte ferme mal”
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Exemples :
”La porte ferme mal”
art. nom verbe adv.
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Exemples :
”La porte ferme mal”
art. nom verbe adv.
pron. verbe nom nom
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Exemples :
”La porte ferme mal”
art. nom verbe adv.
pron. verbe nom nom
”La ferme”
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
Quelques applications de l’IA
Traitement du langage naturel
Exemples :
”La porte ferme mal”
art. nom verbe adv.
pron. verbe nom nom
”La ferme”
art. nom
pron. verbe
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
Quelques applications de l’IA
Probl`emes de vision
Quelques probl`emes :
analyse de sc`ene
analyse s´emantique du contenu
. . .
Exemple : analyse de flux vid´eo (INA)
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 27 / 41
Quelques applications de l’IA
Planification de tˆaches
Quelques probl`emes :
calcul d’un plan
calcul du meilleur plan
prise en compte de contraintes temporelles
. . .
Exemples :
transports de passagers ou de marchandises
fabrication `a la chaˆıne
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 28 / 41
Quelques applications de l’IA
Robotique
Quelques probl`emes :
probl`eme de vision
planifications de tˆaches
probl`eme de repr´esentation de l’environnement
vitesse de r´eaction
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 29 / 41
Quelques applications de l’IA
Fouilles de donn´ees
Quelques probl`emes :
d´efinition de langage
repr´esentation des connaissances
d´eduction de nouvelles informations
. . .
Exemples :
d´efinition du profil type des visiteurs d’un site
recherche m´edicale
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 30 / 41
Quelques applications de l’IA
Syst`emes experts
Quelques exemples :
diagnostic m´edical,
d´etection de panne,
analyse chimique,
prospection g´eologique,
configuration d’ordinateur (DEC)
. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 31 / 41
Quelques applications de l’IA
Les jeux
Quelques probl`emes :
th´eorie des jeux
temps de r´eponse
. . .
Exemples :
Jeux vid´eo
Jeux d’´echecs, de dames, de go, . . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 32 / 41
Quelques applications de l’IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 33 / 41
Quelques applications de l’IA
Sur le plan ´economique
r´eduction des investissements :
op´erateurs de t´el´ephonie mobile
industrie
r´eduction des coˆuts :
transport de passagers ou de marchandises
industrie
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 34 / 41
Quelques applications de l’IA
Sur le plan ´economique
Soci´et´es sp´ecialis´ees :
Bouygues E-lab,
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France T´el´ecom R&D,
ILOG (IBM),
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. . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 35 / 41
Quelques applications de l’IA
Sur le plan humain
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faciliter l’acc`es `a l’information
des logiciels toujours plus efficaces
des jeux toujours plus r´ealistes
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 36 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 37 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es de mod´elisation :
les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es de mod´elisation :
les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis
certaines notions sont difficiles `a exprimer :
possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es de mod´elisation :
les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis
certaines notions sont difficiles `a exprimer :
possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .
Difficult´es de r´esolution :
Difficult´es de conception des algorithmes
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es de mod´elisation :
les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis
certaines notions sont difficiles `a exprimer :
possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . .
Difficult´es de r´esolution :
Difficult´es de conception des algorithmes
Espaces de recherche tr`es vastes
Probl`emes de temps de r´eponse
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es technologiques :
Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es technologiques :
Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles
Difficult´es de g´en´eralisation :
Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulier
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
Difficult´es technologiques :
Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles
Difficult´es de g´en´eralisation :
Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulier
Des probl`emes tr`es vari´es
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
Ce qui sera abord´e dans ce cours
Plan
1 Introduction
2 L’histoire de l’IA
3 Vers une d´efinition de l’IA
4 Les domaines concern´es par l’IA
5 Quelques applications de l’IA
6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA
7 Ce qui sera abord´e dans ce cours
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 40 / 41
Ce qui sera abord´e dans ce cours
Ce qui sera abord´e dans ce cours
La repr´esentation des connaissances :
diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,
. . . )
raisonnements sur ces formalismes
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
Ce qui sera abord´e dans ce cours
Ce qui sera abord´e dans ce cours
La repr´esentation des connaissances :
diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,
. . . )
raisonnements sur ces formalismes
La th´eorie des jeux
quelques techniques pour les jeux `a deux joueurs
illustrations pour le jeu d’´echecs
les limites pratiques
Introduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
Ce qui sera abord´e dans ce cours
Ce qui sera abord´e dans ce cours
La repr´esentation des connaissances :
diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle,
. . . )
raisonnements sur ces formalismes
La th´eorie des jeux
quelques techniques pour les jeux `a deux joueurs
illustrations pour le jeu d’´echecs
les limites pratiques
La planification de tˆaches
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  • 1. Introduction `a l’Intelligence Artificielle Cyril Terrioux cyril.terrioux@univ-amu.fr Introduction `a l’Intelligence Artificielle 1 / 41
  • 2. Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 2 / 41
  • 3. Introduction Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 3 / 41
  • 4. Introduction Qu’est-ce que l’Intelligence ? Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
  • 5. Introduction Qu’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 des circonstances. Introduction `a l’Intelligence Artificielle 4 / 41
  • 6. Introduction Qu’est-ce que l’Intelligence ? Quelques exemples de tˆaches ”intelligentes” : le raisonnement de bon sens l’´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. Introduction Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ? Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise : la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence de nombreux domaines sont concern´es par l’IA Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
  • 8. Introduction Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ? Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise : la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence de nombreux domaines sont concern´es par l’IA Une d´efinition approximative : ”Reproduire le comportement humain” Introduction `a l’Intelligence Artificielle 6 / 41
  • 9. Introduction Qu’est-ce que l’Intelligence Artificielle ? Il est difficile de donner une d´efinition pr´ecise : la difficult´e `a d´efinir l’Intelligence de nombreux domaines sont concern´es par l’IA Une 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. L’histoire de l’IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 7 / 41
  • 11. L’histoire de l’IA La pr´ehistoire (1945-1955) Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique Introduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
  • 12. L’histoire de l’IA La pr´ehistoire (1945-1955) Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique R´esultat : un ´echec Introduction `a l’Intelligence Artificielle 8 / 41
  • 13. L’histoire de l’IA La pr´ehistoire (1945-1955) Premier probl`eme ´etudi´e : Traduction automatique R´esultat : un ´echec Mais, 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. L’histoire de l’IA La pr´ehistoire (1945-1955) Test de Turing : un jeu avec 3 joueurs A, B et C C doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femme C pose des questions `a A et B le joueur A tente d’induire C en erreur le joueur B joue le jeu Introduction `a l’Intelligence Artificielle 9 / 41
  • 15. L’histoire de l’IA La pr´ehistoire (1945-1955) Test de Turing : un jeu avec 3 joueurs A, B et C C doit deviner de A et de B qui est un homme et qui est une femme C pose des questions `a A et B le joueur A tente d’induire C en erreur le joueur B joue le jeu Que 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. L’histoire de l’IA Les balbutiements (1955-1970) 1956 : John McCarthy invente le terme IA. Postulat : toute activit´e intelligente est mod´elisable et reproductible par une machine. LOGIC THEORIST : premier programme pour la d´emonstration de th´eor`emes 1957 : GPS (General Problem Solver) NSS (jeu d’´echecs) 1960 : Algorithme de Davis et Putnam . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 10 / 41
  • 17. L’histoire de l’IA La 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. L’histoire de l’IA L’essor (1980-????) Avanc´ee technologique de l’informatique Exemples : Les syst`emes experts deviennent op´erationnels en chimie, en m´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. Vers une d´efinition de l’IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 13 / 41
  • 20. Vers une d´efinition de l’IA L’approche cognitive Une approche pluridisciplinaire mˆelant linguistes, informaticiens et psychologues Etude des processus du raisonnement humain L’IA est la r´ealisation des programmes imitant dans leur fonctionnement l’esprit humain. Exemple : la compr´ehension du langage naturel Introduction `a l’Intelligence Artificielle 14 / 41
  • 21. Vers une d´efinition de l’IA L’approche pragmatiste Objectif : produire des algorithmes `a partir de l’´etude du probl`eme en tenant compte des contraintes mat´erielles. IA = boˆıte noire Boˆıte intelligente si elle r´eussit un certain nombre de tests (par exemple Test de Turing) Introduction `a l’Intelligence Artificielle 15 / 41
  • 22. Vers une d´efinition de l’IA L’approche connexioniste Une approche fondamentalement diff´erente Aucun apprentissage symbolique, aucun algorithme Mais une mod´elisation du fonctionnement des neurones R´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. Vers une d´efinition de l’IA Une d´efinition g´en´erale L’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquelles l’Homme est actuellement meilleur que la machine. Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
  • 24. Vers une d´efinition de l’IA Une d´efinition g´en´erale L’IA vise `a faire ex´ecuter par l’ordinateur des tˆaches pour lesquelles l’Homme est actuellement meilleur que la machine. Remarque : Un probl`eme dit d’IA aujourd’hui ne le sera peut-ˆetre plus demain ! Introduction `a l’Intelligence Artificielle 17 / 41
  • 25. Les domaines concern´es par l’IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 18 / 41
  • 26. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique Logique Bases de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 27. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique ´ecriture, preuve et complexit´e des algorithmes Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique Logique Bases de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 28. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e complexit´e des probl`emes Imagerie Num´erique Logique Bases de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 29. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique traitement de l’image Logique Bases de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 30. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique Logique logique propositionnelle logique du premier ordre logique non monotone Bases de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 31. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique Logique Bases de donn´ees apprentissage fouilles de donn´ees Langage naturel . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 32. Les domaines concern´es par l’IA L’informatique Algorithmique Th´eorie de la complexit´e Imagerie Num´erique Logique Bases de donn´ees Langage naturel compr´ehension du langage naturel analyses lexicales et syntaxiques s´emantique . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 19 / 41
  • 33. Les domaines concern´es par l’IA Les math´ematiques Outils math´ematiques objets math´ematiques (arbres, graphes, . . . ) les probabilit´es . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
  • 34. Les domaines concern´es par l’IA Les math´ematiques Outils math´ematiques objets math´ematiques (arbres, graphes, . . . ) les probabilit´es . . . Logique Preuve de th´eor`emes . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 20 / 41
  • 35. Les domaines concern´es par l’IA Les sciences humaines Logique Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  • 36. Les domaines concern´es par l’IA Les sciences humaines Logique Langage naturel ´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel ´etude linguistique Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  • 37. Les domaines concern´es par l’IA Les sciences humaines Logique Langage naturel ´etude des techniques de compr´ehension du langage naturel ´etude linguistique Fonctionnement du raisonnement humain ´etude des processus mis en œuvre par le cerveau humain . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 21 / 41
  • 38. Les domaines concern´es par l’IA Autres domaines int´eressants pour l’IA La m´edecine La biologie La physique et la chimie . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 22 / 41
  • 39. Quelques applications de l’IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 23 / 41
  • 40. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Quelques probl`emes : compr´ehension d’un langage naturel synth`ese de phrase traduction automatique . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 24 / 41
  • 41. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Les difficult´es : processus extrˆemement complexes aucune logique math´ematique les r`egles et les exceptions sont nombreuses (aspect syntaxique) les ambigu¨ıt´es aussi ⇒ n´ecessit´e d’exploiter l’aspect s´emantique Introduction `a l’Intelligence Artificielle 25 / 41
  • 42. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Exemples : ”La porte ferme mal” Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  • 43. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Exemples : ”La porte ferme mal” art. nom verbe adv. Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  • 44. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Exemples : ”La porte ferme mal” art. nom verbe adv. pron. verbe nom nom Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  • 45. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Exemples : ”La porte ferme mal” art. nom verbe adv. pron. verbe nom nom ”La ferme” Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  • 46. Quelques applications de l’IA Traitement du langage naturel Exemples : ”La porte ferme mal” art. nom verbe adv. pron. verbe nom nom ”La ferme” art. nom pron. verbe Introduction `a l’Intelligence Artificielle 26 / 41
  • 47. Quelques applications de l’IA Probl`emes de vision Quelques probl`emes : analyse de sc`ene analyse s´emantique du contenu . . . Exemple : analyse de flux vid´eo (INA) Introduction `a l’Intelligence Artificielle 27 / 41
  • 48. Quelques applications de l’IA Planification de tˆaches Quelques probl`emes : calcul d’un plan calcul du meilleur plan prise en compte de contraintes temporelles . . . Exemples : transports de passagers ou de marchandises fabrication `a la chaˆıne Introduction `a l’Intelligence Artificielle 28 / 41
  • 49. Quelques applications de l’IA Robotique Quelques probl`emes : probl`eme de vision planifications de tˆaches probl`eme de repr´esentation de l’environnement vitesse de r´eaction . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 29 / 41
  • 50. Quelques applications de l’IA Fouilles de donn´ees Quelques probl`emes : d´efinition de langage repr´esentation des connaissances d´eduction de nouvelles informations . . . Exemples : d´efinition du profil type des visiteurs d’un site recherche m´edicale Introduction `a l’Intelligence Artificielle 30 / 41
  • 51. Quelques applications de l’IA Syst`emes experts Quelques 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. Quelques applications de l’IA Les jeux Quelques probl`emes : th´eorie des jeux temps de r´eponse . . . Exemples : Jeux vid´eo Jeux d’´echecs, de dames, de go, . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 32 / 41
  • 53. Quelques applications de l’IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 33 / 41
  • 54. Quelques applications de l’IA Sur le plan ´economique r´eduction des investissements : op´erateurs de t´el´ephonie mobile industrie r´eduction des coˆuts : transport de passagers ou de marchandises industrie Introduction `a l’Intelligence Artificielle 34 / 41
  • 55. Quelques applications de l’IA Sur le plan ´economique Soci´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. Quelques applications de l’IA Sur le plan humain meilleures pr´evisions des risques climatiques envoi de robots faciliter l’acc`es `a l’information des logiciels toujours plus efficaces des jeux toujours plus r´ealistes Introduction `a l’Intelligence Artificielle 36 / 41
  • 57. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 37 / 41
  • 58. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es de mod´elisation : les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  • 59. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es de mod´elisation : les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis certaines notions sont difficiles `a exprimer : possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . . Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  • 60. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es de mod´elisation : les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis certaines notions sont difficiles `a exprimer : possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . . Difficult´es de r´esolution : Difficult´es de conception des algorithmes Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  • 61. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es de mod´elisation : les probl`emes ne sont pas toujours parfaitement d´efinis certaines notions sont difficiles `a exprimer : possibilit´e, probabilit´e, pr´ef´erence, . . . Difficult´es de r´esolution : Difficult´es de conception des algorithmes Espaces de recherche tr`es vastes Probl`emes de temps de r´eponse Introduction `a l’Intelligence Artificielle 38 / 41
  • 62. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es technologiques : Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  • 63. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es technologiques : Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles Difficult´es de g´en´eralisation : Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulier Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  • 64. Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Quelques difficult´es rencontr´ees en IA Difficult´es technologiques : Toute avanc´ee peut rendre des m´ethodes op´erationnelles Difficult´es de g´en´eralisation : Les m´ethodes sont souvent d´edi´ees `a un probl`eme particulier Des probl`emes tr`es vari´es Introduction `a l’Intelligence Artificielle 39 / 41
  • 65. Ce qui sera abord´e dans ce cours Plan 1 Introduction 2 L’histoire de l’IA 3 Vers une d´efinition de l’IA 4 Les domaines concern´es par l’IA 5 Quelques applications de l’IA 6 Quelques difficult´es rencontr´ees en IA 7 Ce qui sera abord´e dans ce cours Introduction `a l’Intelligence Artificielle 40 / 41
  • 66. Ce qui sera abord´e dans ce cours Ce qui sera abord´e dans ce cours La repr´esentation des connaissances : diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle, . . . ) raisonnements sur ces formalismes Introduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
  • 67. Ce qui sera abord´e dans ce cours Ce qui sera abord´e dans ce cours La repr´esentation des connaissances : diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle, . . . ) raisonnements sur ces formalismes La th´eorie des jeux quelques techniques pour les jeux `a deux joueurs illustrations pour le jeu d’´echecs les limites pratiques Introduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41
  • 68. Ce qui sera abord´e dans ce cours Ce qui sera abord´e dans ce cours La repr´esentation des connaissances : diff´erents formalismes (graphes d’´etats, CSP, logique propositionnelle, . . . ) raisonnements sur ces formalismes La th´eorie des jeux quelques techniques pour les jeux `a deux joueurs illustrations pour le jeu d’´echecs les limites pratiques La planification de tˆaches Introduction `a l’Intelligence Artificielle 41 / 41