Intitulé du module
Intitulé du module : Introduction aux : Introduction aux
systèmes experts systèmes experts Niveau
Niveau : 4 : 4
èmeèmeAnnée Année Cycle
Cycle : Ingénieur : Ingénieur Cœfficient
Cœfficient : : 3 3
Contenu Contenu
Chapitre1
Chapitre1:: Introduction à l’intelligence artificielle Introduction à l’intelligence artificielle
et domaines d’applicationet domaines d’application Chapitre2
Chapitre2:: Formalisme de la représentation des Formalisme de la représentation des
connaissancesconnaissances Chapitre3
Chapitre3:: Les systèmes inférentiel(système sexperts) Les systèmes inférentiel(système sexperts) Chapitre4
Chapitre4:: systèmes experts et application systèmes experts et application Chapitre5
Chapitre5:: Méthodologie de construction des Méthodologie de construction des
systèmes expertssystèmes experts
Références Bibliographiques Références Bibliographiques
1- 1- J.L.LAURIERE. «J.L.LAURIERE. «Représentation des connaissancesReprésentation des connaissances» » Edition Eyrolles, 1988.
Edition Eyrolles, 1988.
2-2- A. HAYASE et al. « A. HAYASE et al. « Approche Logique de l’IAApproche Logique de l’IA » Edition » Edition Dunod Informatique, 1990.
Dunod Informatique, 1990.
3-3- A. BUNDY. « A. BUNDY. « Artificial Intelligence TechniquesArtificial Intelligence Techniques » » Edition Springer,1997.
Edition Springer,1997.
4-4- S.Russell et P.Norvig. « S.Russell et P.Norvig. « Intelligence ArtificielleIntelligence Artificielle » » Edition Pearson Education, 2006.
Edition Pearson Education, 2006.
INTRODUCTION GENERALE INTRODUCTION GENERALE
INTELLIGENCE ARTIFICIELLE INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
2008/2009 2008/2009
1 - HISTOIRE DE L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE 1 - HISTOIRE DE L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
1-1 Gestation de L’IA (1943 – 1955) 1-1 Gestation de L’IA (1943 – 1955) Les premier traveaux :
Les premier traveaux :Warren Mc CullochWarren Mc Culloch et et Walter PittsWalter Pitts (1943) (1943) ils puisèrent à trois sources :
ils puisèrent à trois sources :
L’état du savoir sur la psychologie de base et la fonction des L’état du savoir sur la psychologie de base et la fonction des neurones dans le cerveaux ;
neurones dans le cerveaux ;
L’analyse formelle de la logique propositionnelle de L’analyse formelle de la logique propositionnelle de RussellRussell et et whithead
whithead ; ;
La théorie de calcul de La théorie de calcul de TuringTuring. .
Toute fonction calculable peut être calculé par un réseau de Toute fonction calculable peut être calculé par un réseau de neurones.
neurones.
Deux étudiants du département de Deux étudiants du département de mathématique de Prinston,
mathématique de Prinston, Marvin MinskyMarvin Minsky et et Dean EdmondsDean Edmonds, ont construit le premier , ont construit le premier
ordinateur à réseau de neurones en 1951, ordinateur à réseau de neurones en 1951,
le SNARC( 3000 tubes à vide et un le SNARC( 3000 tubes à vide et un
mécanisme de pilote automatique récupère mécanisme de pilote automatique récupère
sur un bombardier B-24 pour simuler un sur un bombardier B-24 pour simuler un
réseau de 40 neurones) réseau de 40 neurones)
Le jury de thèse émit des doutes quant à la Le jury de thèse émit des doutes quant à la nature mathématique du travail, mais
nature mathématique du travail, mais Von Von Neumann
Neumann déclara « Si ce n’est pas le cas déclara « Si ce n’est pas le cas aujourd’hui, ce la sera un jour. »…
aujourd’hui, ce la sera un jour. »…
Alin Turing
Alin Turing : Première vision complète de l’IA : Première vision complète de l’IA dans son article de 1950 « Les ordinateurs et dans son article de 1950 « Les ordinateurs et
l’intelligences » c’est dans ce texte qu’il a l’intelligences » c’est dans ce texte qu’il a
présenté le
présenté le Teste de TuringTeste de Turing, , l’apprentissage artificielle
l’apprentissage artificielle, , les les algorithmes génétiques
algorithmes génétiques,…,…
1-2 Naissances de l’IA 1-2 Naissances de l’IA
A Princeton A Princeton John McCarthyJohn McCarthy convainquit convainquit Minsky
Minsky, , Claude ShannonClaude Shannon et et Nathaniel Nathaniel Rochester
Rochester de l’aider à rassembler les de l’aider à rassembler les
chercheurs américains spécialisés dans la chercheurs américains spécialisés dans la
théorie des automates, les réseaux de théorie des automates, les réseaux de
neurones et l’étude de l’intelligence. Ils neurones et l’étude de l’intelligence. Ils
organisèrent un séminaire de deux mois a organisèrent un séminaire de deux mois a
Dartmouth au cours de l’été 1956(MIT, IBM, Dartmouth au cours de l’été 1956(MIT, IBM,
…).…).
Allen Newell
Allen Newell et et Herbert SimonHerbert Simon prestent un prestent un
programme capable de raisonner, le Logique programme capable de raisonner, le Logique
Théoriste(
Théoriste(LTLT) , dont Simon disait : ) , dont Simon disait :
« « nous avons inventé un programme nous avons inventé un programme
informatique capable de penser de manière informatique capable de penser de manière
non numérique et, ce faisant, résoudre le non numérique et, ce faisant, résoudre le
problème de la dualité du corps et de problème de la dualité du corps et de
l’esprit
l’esprit». ».
peut après le séminaire le programme été peut après le séminaire le programme été capable de démontrer la majorité des
capable de démontrer la majorité des théorèmes du chap2 de:
théorèmes du chap2 de:
« Principes Mathématique« Principes Mathématique»» de de RussellRussell et et WhitheadWhithead..
Le principal héritage de ce séminaire et le Le principal héritage de ce séminaire et le consensus autour du nom proposé par
consensus autour du nom proposé par McCarty
McCarty pour baptisé la nouvelle pour baptisé la nouvelle discipline :
discipline :
INTELLIGENCE ARTIFICIELLEINTELLIGENCE ARTIFICIELLE ..
2- Définition de l’Intelligence 2- Définition de l’Intelligence
Artificielle Artificielle
2-1 2-1 L’intelligence est :L’intelligence est :
► a)a) La capacité d’apprendre ou de comprendre La capacité d’apprendre ou de comprendre
grâce à l'expérience. La capacité d'acquise et de grâce à l'expérience. La capacité d'acquise et de
retenir les connaissances. La capacité mentale retenir les connaissances. La capacité mentale
► b)b) La capacité de répondre rapidement et de La capacité de répondre rapidement et de manière appropriée à une nouvelle situation;
manière appropriée à une nouvelle situation;
L’utilisation de la faculté de raisonnement pour L’utilisation de la faculté de raisonnement pour
résoudre des problèmes, se comporter en résoudre des problèmes, se comporter en
société, etc.. de manière effective société, etc.. de manière effective
► c)c) En Psychologie, le succès mesure de En Psychologie, le succès mesure de
l’utilisation de ces capacités afin de résoudre l’utilisation de ces capacités afin de résoudre
certaines taches.
certaines taches. (Webster’s New World Dictionary 1988)(Webster’s New World Dictionary 1988)
2-2 Définition de l’IA :
(Le Petit Robert) :(Le Petit Robert) :
► "Partie de l'informatique qui a pour but la simulation de "Partie de l'informatique qui a pour but la simulation de facultés cognitives afin de suppléer l'être humain pour facultés cognitives afin de suppléer l'être humain pour
assurer des fonctions dont on convient, dans un assurer des fonctions dont on convient, dans un
contexte contexte
► donné, qu'elles requièrent de l'intelligence (cf. Système donné, qu'elles requièrent de l'intelligence (cf. Système expert)
expert)
► Les langages de l'intelligence artificielle Les langages de l'intelligence artificielle ((ada, ada, lisp,prolog)
lisp,prolog)
► Les fonctions de l'intelligence artificielle : Les fonctions de l'intelligence artificielle :
reconnaissance des formes et de la parole, simulation, reconnaissance des formes et de la parole, simulation,
jeu, conduite de robots, apprentissage jeu, conduite de robots, apprentissage
► Les outils de l'intelligence artificielle : réseau de Les outils de l'intelligence artificielle : réseau de
neurones (cf. connexionnisme), réseau sémantique (cf.
neurones (cf. connexionnisme), réseau sémantique (cf.
aussi cogniticien)"
aussi cogniticien)"
►(John McCarthy):(John McCarthy): Le but de intelligence Le but de intelligence artificielle est l’étude de la structure de artificielle est l’étude de la structure de
l’information et de la structure de l’information et de la structure de
processus de résolution de problèmes, processus de résolution de problèmes,
indépendamment des applications et indépendamment des applications et
indépendamment d’une réalisation.
indépendamment d’une réalisation.
►(Marvin Minsky):(Marvin Minsky): L’IA a pour but la L’IA a pour but la construction de programmes
construction de programmes
informatiques qui s’adonnent a des informatiques qui s’adonnent a des
taches qui sont, pour l’instant, taches qui sont, pour l’instant,
accomplies de façon plus satisfaisantes accomplies de façon plus satisfaisantes
par des êtres humains car elles par des êtres humains car elles
demandent des processus mentaux de demandent des processus mentaux de
haut niveau tels que : l’apprentissage haut niveau tels que : l’apprentissage
perceptuel, l’organisation de la perceptuel, l’organisation de la
mémoire et le raisonnement critique mémoire et le raisonnement critique
► (Allen Newell):(Allen Newell): Une présupposition Une présupposition
essentielle pour agir intelligemment d’une essentielle pour agir intelligemment d’une
manière générale est la capacité de manière générale est la capacité de
produire et de manipuler des structures produire et de manipuler des structures
symboliques.
symboliques.
► (John Shore) :(John Shore) :Reproduction des activités Reproduction des activités cognitives jugées intelligentes pour
cognitives jugées intelligentes pour l'homme.
l'homme.
3- De l’informatique à l’IA 3- De l’informatique à l’IA
► L’informatique est définie par Philippe Dreyfus, L’informatique est définie par Philippe Dreyfus, l’inventeur de ce mot, comme une science qui, à l’inventeur de ce mot, comme une science qui, à
l’aide d’algorithmes, traite des données pour l’aide d’algorithmes, traite des données pour
obtenir des information (modèle de Von Newman) obtenir des information (modèle de Von Newman)
► L’informatique nécessite q’un programmeur sache L’informatique nécessite q’un programmeur sache résoudre le problème posé, et puisse expliciter les résoudre le problème posé, et puisse expliciter les
différentes étapes de cette résolution par un différentes étapes de cette résolution par un
nombre fini d’instruction nombre fini d’instruction
►Pour construire un programme qui joue au Pour construire un programme qui joue au échec, cela nécessite la mise en œuvre d’un échec, cela nécessite la mise en œuvre d’un
nombre énorme(voir impossible) de nombre énorme(voir impossible) de
configuration pour faire face aux différentes configuration pour faire face aux différentes
situation dans le jeu.
situation dans le jeu.
►Alors, au lieu d’indiquer à l’ordinateur toutes les Alors, au lieu d’indiquer à l’ordinateur toutes les étapes du raisonnement, pourquoi ne pas luis étapes du raisonnement, pourquoi ne pas luis
donner la faculté de raisonner comme le fait donner la faculté de raisonner comme le fait
une personne dans la même situation.(
une personne dans la même situation.(idée de idée de base de l’IA
base de l’IA))
► Le programmeur en IA doit raisonner en terme Le programmeur en IA doit raisonner en terme
d’objectif, seul l’objectif doit être fixé( un théorème à d’objectif, seul l’objectif doit être fixé( un théorème à
démontrer, une image à reconnaître, etc.…). Le démontrer, une image à reconnaître, etc.…). Le
programmeur se charge de choisir les moyens programmeur se charge de choisir les moyens
d’atteindre cet objectif en fonction des hypothèse qui d’atteindre cet objectif en fonction des hypothèse qui
lui sont données. Il s'agit de la programmation lui sont données. Il s'agit de la programmation
DECLARATIVE
DECLARATIVE par opposition à la programmation par opposition à la programmation PROCEDURAL.
PROCEDURAL.
► Pour permettre à un système de trouvé lui-même Pour permettre à un système de trouvé lui-même une solution à un problème donné, il doit possède une solution à un problème donné, il doit possède
des capacité de raisonnement en utilisant un des capacité de raisonnement en utilisant un
ensemble de
ensemble de connaissancesconnaissances approprié. approprié.
►Systèmes expertSystèmes expert
►Programmation par contraintesProgrammation par contraintes
►Raisonnement basé sur le casRaisonnement basé sur le cas
►Reconnaissance de la paroleReconnaissance de la parole
►Traitement du langage naturelTraitement du langage naturel
►Traduction automatiqueTraduction automatique
►Vision par ordinateurVision par ordinateur
►Robots et systèmes autonomesRobots et systèmes autonomes
3- Domaines d’application
► Planification et Programmation Autonomes:Planification et Programmation Autonomes: Remote Remote Agent
Agent de la NASA, le premier programme de de la NASA, le premier programme de planification embarqué, il a servi à contrôler la planification embarqué, il a servi à contrôler la
programmation des opération à bord d’un vaisseau programmation des opération à bord d’un vaisseau
spatial (Jonsson et al 2000) spatial (Jonsson et al 2000)
► Jeux: Jeux: Deep BlueDeep Blue d’IBM, le premier ordinateur qui soit d’IBM, le premier ordinateur qui soit parvenu à vaincre le champion du monde d’échecs parvenu à vaincre le champion du monde d’échecs
Garry Kasparove (Goodman et Keen 1997) Garry Kasparove (Goodman et Keen 1997)
Exemples:
►Diagnostic: Diagnostic: des programmes de diagnostic des programmes de diagnostic
médical fondés sur une analyse probabiliste ont médical fondés sur une analyse probabiliste ont
atteint un niveau d’expertise élevé dans atteint un niveau d’expertise élevé dans
plusieurs spécialités médicales plusieurs spécialités médicales
►Robotique:Robotique: de nombreux chirurgiens se servent de nombreux chirurgiens se servent de robots capables de les assister en
de robots capables de les assister en
microchirurgie(HipNav Digioia et al 1996) microchirurgie(HipNav Digioia et al 1996)
►L’homme communique sans cesse. Il a L’homme communique sans cesse. Il a
inventé pour cela la parole, l’écriture, puis inventé pour cela la parole, l’écriture, puis
récemment les moyen audio-visuelles.
récemment les moyen audio-visuelles.
►L’intelligence de l’homme est liés à la L’intelligence de l’homme est liés à la
communication du savoir et du savoir-faire.
communication du savoir et du savoir-faire.
►La question qui se pose est: comment La question qui se pose est: comment communiquer à un ordinateur des
communiquer à un ordinateur des connaissances, des raisonnement.
connaissances, des raisonnement.
4- L’IA et La représentation des connaissances 4- L’IA et La représentation des connaissances
►La représentation des connaissances fait La représentation des connaissances fait appel non seulement à des concepts
appel non seulement à des concepts
isolés(données), mais aussi aux liens qui isolés(données), mais aussi aux liens qui
existent entre eux(information symboliques).
existent entre eux(information symboliques).
►Il existe différents modes de représentation Il existe différents modes de représentation de connaissances, dont les principaux sont de connaissances, dont les principaux sont
les suivants:
les suivants:
►
Logique des proposition, Logique des proposition,
►
Calcul des prédicats, Calcul des prédicats,
►
Règles de production, Règles de production,
►
Réseaux sémantiques, Réseaux sémantiques,
►
