7 séances de 3h (cours + td/tp) programme et … · mini-projet cours ia (a. cornuéjols) ......
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Cours IA
Antoine Cornuéjols AgroParisTech
http://www.agroparistech.fr/ufr-info/membres/cornuejols/introduction.html!
2/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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
3/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
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4/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
1- Introduction à l’IA
1.1- C’est quoi l’intelligence ?
1.2- Comment étudier l’intelligence ?
5/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 6/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
" Perception
" Prise de décision
" Action
" Communication
" Apprentissage
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! Projet COG au MIT
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9/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
Projet ONU
! Capteurs disséminés
! Aspects spatial et temporel
! Analyse de documents sur le web
! Objectifs :
! Prédiction
! Compréhension
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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
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Applications
! Domotique
! Aide aux personnes handicapées
! Station orbitale
! …
12/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
13/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! Discrimination
! Adaptation
! Perception / associations / analogies / métaphores
! Communication
! Planification
! Apprentissage et découverte
14/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
«!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
15/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 16/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
17/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 18/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
19/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 20/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
21/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 22/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
23/39 Cours IA (A. Cornuéjols) 24/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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
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! 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
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! 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
! ...
27/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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
28/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
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29/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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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31/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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 !
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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
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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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35/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
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, ...)
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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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37/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
Lesquelles de ces choses sont actuellement possibles ?
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38/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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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39/39 Cours IA (A. Cornuéjols)
! 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.)