chapitre 9

Chapitre 9

Systèmes experts(suite)

GPA-779 Application des réseaux de neurones et des systèmes expertsCours #12 - 2

9- Systèmes experts Plan

Vue d’ensemble Architecture Représentation des connaissances Moteur de déduction

Exemple détaillé : les 2 cruches

Découverte

The Handbook of Artificial Intelligence

Vol. I 1981 Barr-Fergenbaum IA en général

Vol. II 1982 Barr-FergenbaumLangages, SEs

Vol. III 1982 Cohen-Fergenbaum Vision, SEs

Vol. IV 1989 Barr-Cohen-Fergenbaum IA, Vision, SEs


9.5 Exemple de conception :Les deux cruches

Vous disposez de 2 cruches, une de 4 gallons, X, et l’autre de 3 gallons, Y.Il n’y a aucune marque de graduation.Vous disposez également d’une pompe capable de remplir les cruches.

Comment remplir la cruche de 4 gallons avec exactement 2 gallons d’eau?


Les 2 cruches

Départ :

Objectif :

X: 4 gallonsY: 3 gallons

Remplir X de2 gallons

Pompe


Éléments d’un système à base de connaissances

connais-sances

état initial but


Espace d’étatsC’est l’espace de tous les états, de toutes les solutions du problème posé. Dans notre problème, l’état du système à tout moment est déterminé par la quantité d’eau dans chacune des cruches. État : (x, y) où x : 0, 1, 2, 3, 4 # gallons dans X

y : 0, 1, 2, 3 # gallons dans Y– État initial : (0, 0)– État final : (2, y)


Base de connaissances Connaissances explicites

– Remplir une cruche avec la pompe– Pas de moyen de mesure

Connaissances implicites– Vider par terre le contenu d’une cruche– Transvider d’une cruche à l’autre– Vider une cruche d’une quantité indéterminée d’eau

Connaissances a priori (raccourcis, heuristiques)– Transvider les 2 gallons de la cruche Y à la cruche X

– Vider la cruche X si Y contient 2 gallons


Règles de production

R-1 Si x < 4Alors (4, y)

Remplir la cruche X

R-2 Si y < 3Alors (x, 3)

Remplir la cruche Y

R-3 Si x > 0Alors (x-d, y)

Vider d’une quantité d lacruche X

R-4 Si y > 0Alors (x, y-d)

Vider d’une quantité d lacruche Y


R-5 Si x >0Alors (0, y)

Vider la cruche X

R-6 Si y > 0Alors (x, 0)

Vider la cruche Y

R-7 Si x+y ≥ 4 ET y > 0Alors (4, y-(4-x))

Transvider la cruche Ydans X jusqu’à laremplir

R-8 Si x+y ≥ 3 ET x > 0Alors (x-(3-x), 3)

Transvider la cruche Xdans Y jusqu’à laremplir


R-9 Si x+y ≤ 4 ET y > 0Alors (x+y, 0)

Transvider lacruche Y dans X

R-10 Si x+y ≤ 3 ET x > 0Alors (0, x+y)

Transvider lacruche X dans Y

R-11 Si x = 0 ET y = 2Alors (2, 0)

Transvider les 2gallons recherchésde la cruche Y à X

R-12 Si y = 2 ET x > 0Alors (0, 2)

Vider la cruche X sila cruche Y encontient 2


Système à base de connaissances

État initial État final

Base deConnaissances

(règles deproduction)


Stratégies de recherche: largeur d’abord

0, 0

4, 0

R-1

0, 3

R-2

4, 3

R-1

0, 0

R-6

1, 3

R-8

0, 0

R-5

4, 3

R-2

3, 0

R-9


Stratégies de recherche: profondeur d’abord

0, 0

0, 2R-5 ou R-12

2, 0R-9 ou R-11

4, 2R-7

3, 3R-2

3, 0R-9

0, 3R-5

1, 3

R-8

0, 0

R-5

4, 0

4, 3

4, 0

R-1

R-2

R-6

Sélection des règles:• choix par tentatives• la première applicable


Stratégies de recherche: heuristique

0, 0

4, 0 0, 3

R-1 R-2

3, 3R-2

4, 2R-7

0, 2R-5 ou R-12

2, 0R-9 ou R-11

4, 3 3, 0

R-1 R-9

Règle heuristique:• choisir x+y le plus petit


Stratégies de recherche: résumé0, 0

4, 0 0, 3

1, 3

0, 3

3, 0

3, 3

4, 2

0, 2

2, 0

4, 3 0, 0 3, 0

3, 3

4, 2

0, 2

2, 0

0, 04, 3

4, 0 4, 00, 3 0, 0 0, 3

État initial

État de niveau sup.(bouclage)

État final

R-1 R-2

R-1R-6

R-2

R-7

R-5 ou R-12

R-9 ou R-11

R-5 ou R-12

R-9 ou R-11

R-7

R-2

R-9

R-5

R-8R-5

R-2

R-6 R-6R-5 R-8R-5

R-9


Qualités de la stratégie de rechercheMouvement

–États intermédiaires nombreux–Éviter les retours en arrière

Sytématique –Exploration de tous les états pertinents.


Stratégies de rechercheProfondeur d’abord

–Irréversible un seul chemin exploré

–Tentatives retour arrière si but non-atteint

Largeur d’abord


Sélection des règlesLa première (numérique)La plus fréquenteLes plus récentesLa plus prometteuse (contexte)

–Ex. : x + y le plus petitLa plus fiableLa moins coûteuseCelles avec des faits importants.

Chapitre 10

Systèmes à base de connaissance


Exemples de problèmes pour SBC

Les 12 billesOn possède 12 billes.Une de ces 12 billes est plus légère ou plus lourde.On dispose d’une balance mais on n’a droit qu’à 3 mesures seulement.


Le jeu du taquin

1 2 3

8 6 *

7 5 4

État initial État final

1 2 3

8 * 4

7 6 5


Le fermier, le loup, la chèvre et le chouTous les quatre se trouvent sur la rive gauche d’une rivière. Un bateau, mené seulement par le fermier, peut le transporter, lui et éventuellement l’un des trois autres protagonistes, d’une rive à l’autre. En l’absence du fermier, le loup mangera la chèvre et la chèvre mangera le chou.

Comment faire passer tout le monde sans encombre sur la rive droite de la rivière ?


10.1 ArchitectureObjectif : Parvenir à un but en se servant de connaissances

Connaissances

État initial But


10.2 Représentation des connaissances

Règles de production Poids de connexion


10.3 Apprentissage Interview d’expert Chunk dans SE Soar Supervisé Non-supervisé


10.4 Recherche de solution Profondeur d’abord Largeur d’abord Anticipation Relaxation


10.5 Synthèse des divers SBCs

Multi-couche

Hop-field

ART SOM S.E.

Connaissances • Règles• Poids P P P P

R

App rentissage• Interview• Superv isé• Non-

superv isé

S SNS NS

I

Soar

Recherche• Profondeur• Largeur• Anticipati on• Relaxation

AR

LP P

L

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