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Réseaux neuronaux
Introduction à l’Intelligence Artificielle
Jerzy KORCZAK [email protected] http://lsiit.u-strasbg.fr/afd
Intelligence Artificielle
Bibliographie :
GOLDBERB D., Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley, 1989.
HAYKIN S., Neural Networks: A Comprehensive Foundations, Prentice-Hall, 1999.
MITCHELL T., Machine Learning, McGraw-Hill, 1997.
RUSSEL S. J. & NORVIG P., Artificial Intelligence: A Modern Approach, Prentice Hall, 1995.
WITTEN I. & FRANK E., Data Mining: Practical Machine Learning Tools and Techniques with Java Implementations, Morgan Kaufmann, 1999.
WINSTON P. H, Intelligence Artificielle, Inter-Editions, 1988.
Intelligence Artificielle : notions de base
Artificial Intelligence is … the study of the computations that make it possible to perceive, reason, and act [P.Winston]
- the engineering goal of AI is to solve real-world problems - the scientific goal : models of KR, theory of reasoning, ...
Systèmes intelligents : machines adaptatives apprentissage à partir d’exemples, observations acquisition et extraction de connaissances aide pour résoudre des problèmes difficiles aide aux experts à la découverte
aide à la décision : conseil, expertise et explications ...
Tests d’intelligence : est-ce possible ?
A real-lifeTuring test : An interviewer (sitting in a separate room) asks a series of questions that are randomly directed to either a computer or a person. Based on the answers, the interviewer must distinguish which of the two has answered the question. If the interviewer is not able to distinguish between them, then the computer is intelligent.
Prix de Loebner ($100,000) … et M. Minsky Les échecs : “Deep Blue vs G.Kasparow 3.5 : 2.5”
- 10120jeux possibles
- 200 M positions analysées par seconde - “opening book & extended book”
La communauté IA n’évalue pas les programmes par leur résultats, mais par la complexité interne de leurs algorithmes.
Des PERCEPTRONaux systèmes intelligents hybrides
•Systèmes auto-adaptatifs
Perceptron[Rosenblatt, 1958],Adaline[Widrow, 1962]
•Le premier joueur artificiel : Checkers[Samuel, 1963]
•Systèmes orientés aux tâches: DENDRAL, MYCIN, AQVAL[1970 -]
•Représentation de connaissances : frames [Minsky, 1975]
•Multilayer-Perceptron, cartes de Kohonen, ... [Rumelhart, 1985]
•Evolution artificielle [Holland, Goldberg, 1989]
•Apprentissage multi-stratégique [Michalski, 1990]
•KDD, fouilles de données, agents intelligents [1995 -]
•Web-sémantique, authentification biométrique [1998 -]
•Robots intelligents, «maisons intelligentes», …
•Robo sapiens, a-life, …
Identité Accepter,
Rejeter w1
w2
Effacer les silences
Transformation de l’ondelette
C0C1C2C3C4C5C6C7 C9C10C11C12 C13C14 C15
Fréquence
Temps
Normalisation + Codage
Réseau des neurones Apprentissage et Reconnaissance Détection des yeux
Ave rag e In ten si ty o f ea ch ro ws -50
050
1 00
1 50
2 00
2 50
01 02 03 04 0
Gre y Sca le
I nt e ns it y -5 0
0
5 0
1 0 0
1 5 0
2 0 0
2 5 0
01 02 03 04050
In t en s it y
Trouver X Trouver
Y Filtre de base
Inondation + Convolution
Extraction Normalisation
+ Codage Moment
Vert Bleu Hue Saturation
Intensité Réseau des neurones Apprentissage et Reconnaissance
Visage
Voix
Base des données
Décision Authentification Biométrique
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Tomographie de terrain
Radar tomography: Underground images of the area WTC [Witten, JPL]
Learning to Stand up (Morimoto & Doya, 1998)
• Reward: height of the head
• Punishment: tumble
• State: pitch and joint angles, their derivatives – Simulation →many thousands of trials to learn
Cyber Rodent[Doya, 2002]
Robots
Autonomous Robots in Dynamic, Unstructured Environments, USC Robotics Lab
FIDO
FIDO Rover [NASA/JPL]
Field Integrated Design and Operations
Le voyageur de commerce Le voyageur de commerce Le voyageur de commerce Le voyageur de commerce
Consiste à trouver le plus court chemin reliant plusieurs points.
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Course Course Course
Course----poursuitepoursuitepoursuitepoursuite
Deux joueurs s’affrontent. Le premier, l’attaquant, doit de son point de départ arriver au drapeau matérialisé par le point d’arrivée sans se faire prendre par le défenseur. Le second, le défenseur, doit empêcher le premier d’arriver au drapeau. Implicitement, la stratégie du défenseur est de se rapprocher de l’attaquant tout en le forçant à s’éloigner du drapeau.
D DD
Déééécouverte dcouverte dcouverte d’’’’objets couverte dobjets objets àobjets ààà partir dpartir dpartir dpartir d’’’’images de images de images de images de ttt
téééélllléééédddédééétectiontectiontectiontection
Composition Colorée Classification Expert HyperEllipses orientables (5 classes) HyperEllipses classiques
(5 classes) Perceptron
Classifieur Classifieur Classifieur
Classifieur ééévolutif dévolutif dvolutif dvolutif d’’’’images de timages de timages de téimages de téélllléééédédddéééétectiontectiontectiontection
SI
ALORS
Séquences : alignements multiples
Bourse Bourse Bourse
Bourse----Experts : Aide Experts : Aide Experts : Aide àExperts : Aide ààà la dla dla dla dééécision en temps récision en temps rcision en temps rcision en temps rééééelelelel
Système de fouille d’images IRMf
Classe B
Si fA alors A Si fB alors B
Base de connaissances Acquisition Clustering Explication
et pre-traitement Interprétation
1 3 4 2 5 temps
Visualisation et Validation
A B
1
2
3
4
5 1
Experts
3 4 2 5
Classe A
Classe B
