7 séances de 3h (cours + TD/TP) Programme et … · Mini-Projet Cours IA (A. Cornuéjols) ... Projet ONU! Capteurs ... Domotique ! Aide aux personnes handicapées !

Cours IA

Antoine Cornuéjols AgroParisTech

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http://www.agroparistech.fr/ufr-info/membres/cornuejols/introduction.html!

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!  7 séances de 3h (cours + TD/TP)

!  Programme et références sur :

http://www.agroparistech.fr/ufr-info/membres/cornuejols/Teaching/AGRO/Cours-IA/iodaa-cours-IA.html

!  Contrôle continu : !  DMs !  Quizz (10’) !  Mini-Projet


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1- Introduction à l’IA

1.1- C’est quoi l’intelligence ?

1.2- Comment étudier l’intelligence ?

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"  Perception

"  Prise de décision

"  Action

"  Communication

"  Apprentissage


!  Projet COG au MIT



Projet ONU

!  Capteurs disséminés

!  Aspects spatial et temporel

!  Analyse de documents sur le web

!  Objectifs :

!  Prédiction

!  Compréhension


Action européenne (Kdubiq)

!  Omniprésence d’objets «!intelligents!»

!  Percevant leur environnement

!  Communiquant entre eux

!  Prenant des décisions

!  Objectifs :

!  Aide aux usagers

!  …

"  Rationalité limitée

"  Bande passante limitée

"  Environnements changeants

"  Apprentissage


Applications

!  Domotique

!  Aide aux personnes handicapées

!  Station orbitale

!  …



!  Discrimination

!  Adaptation

!  Perception / associations / analogies / métaphores

!  Communication

!  Planification

!  Apprentissage et découverte


«!The study of the conjecture that every aspect of learning or

any other feature of intelligence can in principle be so precisely

described that a machine can be made to simulate it.!»

Dartmouth Workshop, Summer of 1956






!  Construire des machines pour une large variété d’applications

augmentant les capacités de résolution de problèmes «!mal posés!»

!  Formaliser ce qu’est la connaissance

!  Mécaniser l’intelligence

!  Utiliser des modèles computationnels pour comprendre des

comportements complexes

!  Rendre l’interaction avec les systèmes computationnels

aussi simple qu’avec les humains


!  La perception est ambiguë de manière inhérente

!  «!J’ai laissé tomber l’œuf sur le sol et il s’est cassé!»

!  Rationalité limitée

!  Y-a-t-il un premier coup gagnant aux échecs ?

!  Compromis entre buts en conflits

!  Information incomplète et/ou incertaine


!  Etudie les problèmes insolubles en informatique classique

!  Solution optimale inconnue ou trop difficile à trouver/identifier

!  Des paramètres difficiles à maîtriser : connaissances incertaines, vagues, hypothétiques, ...

!  Exigences d’explication ou de communication sophistiquée avec les utilisateurs

!  Objectif d’adaptation et d’apprentissage avec l’expérience

!  ...


!  Prise en compte de la Connaissance (symbolique)

!  Raisonnements

!  Logiques / Probabilistes / imprécis / …

!  Induction / analogie / …

!  Heuristique

!  Non déterministe vs. déterministe

!  Solutions satisfaisantes vs. Optimales

!  Pas programmé mais par apprentissage


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!  Systèmes de diagnostic

!  Système Pathfinder et Internist en médecine (supérieurs aux médecins)

!  Système d’aide aux consommateurs (Whirlpool)

!  Systèmes de conception et configuration

!  Système XCON de DEC pour aider à la configuration de systèmes informatiques

!  Aide à la décision (e.g. financière)

!  Systèmes de détection de fraude (IRS aux USA, banques (cartes de crédit), prêts, …)

!  Aide aux demandes de financement des particuliers


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!  L’école symbolique !  La pensée consiste en une séquence de transformations de représentations

"  Agents cognitifs délibératifs

!  L’école sub-symbolique !  La pensée consiste en une transmission et une transformation de signaux

"  Agents réactifs

!  L’école de la cognition située !  La pensée ne réside pas dans la tête d’un individu isolée mais est distribuée

au sein d’une société (incluant son histoire et sa culture) et suscitée par le contexte.

"  Emergence et auto-organisation !


0. Depuis l’Antiquité ... !  Bacon / Pascal / Descartes / Leibniz

!  Babbage & Ada de Lovelace / Boole

!  Réflexion sur les fondements des mathématiques

1. Les pionniers de l’IA (~1936 - ~1956) !  Turing : les fonctions calculables sont définies par une machine

!  Von Neumann : architecture des ordinateurs, réflexions sur les automates

!  McCulloch & Pitts (1943) : Premier modèle formel du neurone

!  Hebb (1949) : assemblées de neurones et règle d’apprentissage

!  Les conférences Macy et la première Cybernétique


2. L’IA comme méthodes générales (~1956 - ~1968) !  La pensée comme manipulation de représentations discrètes des

connaissances: IA symbolique

!  Démonstrateurs de théorèmes (principe de résolution (-> Prolog))

!  Résolveurs universels de problèmes (GPS)

!  Le système CHECKER

!  Premier connexionnisme

!  Le Perceptron [Rosenblatt, 1957-1962]

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3. “Knowledge is power” (~1968 - ~1980)

!  Représentation des connaissances !  Représentations structurées : réseaux sémantiques, scripts, schémas et frames

(précurseurs des LO), ...

!  Des extensions de la logique : logiques non monotones, logiques temporelles, logique floue, ...

!  De nombreux systèmes “intelligents” : ARCH, AM, MAGGIE, BORIS, PLANNER, ...

!  Projet CYC

!  Utilisation des connaissances : les systèmes experts

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4. Méthodes générales d’apprentissage (~1980 - ~1990)

!  Méthodes symboliques

!  De nombreuses réalisations et nouvelles techniques #  Algorithme d’élimination #  Arbres de décision

#  Méthode de l’Etoile

!  Nouveaux principes #  Espace des versions

!  Renouveau du connexionnisme et du mouvement subsymbolique !  Hopfield (1982)

!  Le Perceptron Multi-Couches (1985)

!  IA distribuée (Algorithmes Génétiques, Vie Artificielle, ...)


5. Apprentissage statistique et applications (~1990 - ...)

!  Nouvelles méthodes subsymboliques (réseaux de neurones, algorithmes génétiques, réseaux bayésiens, chaînes de Markov, ...)

!  Théorie de l’apprentissage statistique (données i.i.d.) !  Besoins industriels

"  On ne parle plus de connaissances

!  Perspectives : !  Data mining ; Text mining ; Web mining !  BIGGG Data !  Systèmes à longue durée de vie

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Lesquelles de ces choses sont actuellement possibles ?

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!  Point de vue des sciences cognitives

!  Comprendre la cognition naturelle par des modèles informatiques

!  Point de vue de l’ingénieur

!  Résoudre des problèmes difficiles par n’importe quelle méthode

!  Point de vue du théoricien

!  Découvrir les lois universelles de la cognition

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!  R. Callan : Artificial Intelligence. Palgrave MacMillan, 2003.

!  I. Millington : Artificial Intelligence for Games. Morgan Kaufmann, 2006.

!  Nilsson N. (98) : Artificial Intelligence : A new synthesis. Morgan Kaufmann, 1998.

!  E. Rich & K. Knight : Artificial Intelligence. McGraw-Hill, 1991

!  S. Russell & P. Norvig : Artificial Intelligence: A modern approach (3nd ed.). Prentice Hall, 2009 (Trad. française!: «!Intelligence artificielle!», Pearson Education, 2006, 1184 p.)

Documents

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