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Intelligence artiﬁcielle Introduction Bruno Bouzy bruno.bouzy@mi.parisdescartes

Intelligence artiﬁcielle Introduction Bruno Bouzy bruno.bouzy@mi.parisdescartes.fr LIPADE - Universit´ e Paris Descartes http://www.math-info.univ-paris5.fr/∽bouzy/ 1 Qu’est ce que l’intelligence artiﬁcielle ? • Terme cr´ e´ e par John Mc Carthy en 1956 • Marvin Lee Minsky : “Construction de programmes informatiques qui s’adonnent ` a des tˆ aches qui sont, pour l’instant, accomplies de fa¸ con plus satisfaisantes par des ˆ etres humains car elles demandent des processus mentaux de haut niveau tels que l’apprentissage perceptuel, l’organisation de la m´ emoire et le raisonnement critique.” 2 Qu’est ce que l’intelligence artiﬁcielle ? Performances humaines Performances id´ eales Raisonnement Syst` emes qui pensent comme les ˆ etres humains Syst` emes qui pensent rationnellement Comportement Syst` emes qui agissent comme les ˆ etres humains Syst` emes qui agissent rationnellement 3 Syst` emes qui pensent comme les ˆ etres humains • Comment fonctionne notre cerveau ? • Requiert des th´ eories scientiﬁques sur l’activit´ e interne du cerveau par introspection ou exp´ eriences psychologiques • Impl´ ementer les th´ eories et comparer avec les humains. • Comment valider ces syst` emes ? • Il faut pr´ edire et tester le comportement de sujets humains (sciences cognitives) • ou il faut les valider directement ` a partir de donn´ ees neurologiques (neurosciences cognitives) 4 Syst` emes qui agissent comme les ˆ etres humains • Le test de Turing • Cr´ e´ e pour donner une d´ eﬁnition op´ erationnelle satisfaisante de l’intelligence • Un ordinateur passe ce test si un homme, apr` es avoir pos´ e des questions ´ ecrites, ne sait pas s’il s’adresse ` a un autre ˆ etre humain ou ` a un ordinateur AI SYSTEM HUMAN ? HUMAN INTERROGATOR Turing. Computing machinery and intelligence. 1950. 5 Le test de Turing • Pour r´ eussir ce test, l’ordinateur doit poss´ eder des capacit´ es dans les domaines suivants : • Traitement du langage naturel • Repr´ esentation des connaissances • Raisonnement automatique • Apprentissage automatique 6 Syst` emes qui pensent rationnellement • Aristote et le processus de raisonnement correct • Socrate est un homme ; tous les hommes sont mortels ; donc Socrate est mortel • La logique formelle permet d’´ ecrire des ´ enonc´ es sur les objets dans le monde, et leurs interrelations • Probl` eme : • Il est diﬃcile de traduire les connaissances et les ´ etats du monde r´ eel en des ´ equations logiques 7 Syst` emes qui agissent rationnellement • Comportement rationnel : Eﬀectuer l’action qui, selon les informations disponibles, devrait maximiser l’accomplissement d’un but • Agent rationnel : entit´ e qui per¸ coit et agit dans un environnement pour accomplir ses buts en fonction de ses capacit´ es et de ses croyances (ou ses connaissances). 8 L’IA en quelques dates (non exhaustives) • Balbutiements : • 1943 (McCulloch-Pitts) : Premier mod` ele de r´ eseaux de neurones • 1944 (von Neumann et Morgenstern) : Th´ eorie des jeux • Naissance : • 1950 : Test de Turing • 1951 (Strachey) : Premier logiciel permettant de jouer aux dames • 1955 (Newell et Simon) : The Logic Theorist, premier programme capable de d´ emontrer des th´ eor` emes • 1956 : Conf´ erence au Dartmouth College organis´ ee par McCarthy • Naissance du terme ” Intelligence Artiﬁcielle” • Postulat : toute activit´ e intelligente est mod´ elisable et reproductible par une machine • 1957 (Simon, Shaw, Newell) : The General Problem Solver. Solveur de probl` emes universel. Mais explosion combinatoire. • 1958 (McCarthy) : LISP 9 L’IA en quelques dates (non exhaustives) • D´ eveloppement : • 1960 (Rosenblatt) : Perceptron, premier ordinateur ` a utiliser un r´ eseau de neurones permettant ` a la machine d’apprendre en fonction de ses r´ eussites et ses ´ echecs • 1965 (Feigenbaum) : premier syst` eme expert • 1972 (Colmerauer) : Prolog • 1997 : Victoire de Deep Blue sur Kasparov • 2006 : Monte-Carlo Tree Search (MCTS) • 2009 : Google car • 2011 : Watson gagne au Jeopardy • 2012 : Deep learning • 2016 : AlphaGo 10 Les domaines de l’IA • Jeux (Echecs, Quake, Wow, Startcraft, Go, ...) • Planiﬁcation • Syst` emes ` a base de connaissances • Traduction automatique • Diagnostique m´ edical • Navigation autonome (avions, drones, robots, voitures...) • Fouille de donn´ ees • Identiﬁcation vocale ou visuelle • . . . 11 Bibliographie • S. Russell and P. Norvig, Artiﬁcial Intelligence : A Modern Approach, Prentice Hall, 2002. • J-G Ganascia, L’Intelligence Artiﬁcielle, Flammarion, 1993. • J. Alliot et T. Schiex, Intelligence Artiﬁcielle et Informatique Th´ eorique, Cepadues Editions, 1993. • N. Nilsson, Artiﬁcial Intelligence ; A New Synthesis, Morgan Kaufmann, 1998. 12 Bibliographie • S. Russell and P. Norvig, Artiﬁcial Intelligence : A Modern Approach, Prentice Hall, 2002. • J-G Ganascia, L’Intelligence Artiﬁcielle, Flammarion, 1993. • J. Alliot et T. Schiex, Intelligence Artiﬁcielle et Informatique Th´ eorique, Cepadues Editions, 1993. • N. Nilsson, Artiﬁcial Intelligence ; A New Synthesis, Morgan Kaufmann, 1998. 12 Organisation du cours • Cours : Vieussens A, lundi 8h-9h30 • TD G1 : Cordier C, lundi 9h45-11h45 • TD G2 : Cordier C, lundi 12h45-14h45 Les horaires et les salles de cours sont susceptibles de changer au cours du semestre, v´ eriﬁez r´ eguli` erement votre emploi du temps sur l’ENT 13 Contrˆ ole des Connaissances • Contrˆ ole continu, deux options : • Un projet P : • Par binome • Concevoir un jeu ` a deux joueurs et connaissance parfaite, avec possibilit´ e de jouer contre une intelligence artiﬁcielle et plusieurs niveaux de diﬃcult´ e • Exemples de jeux : Echecs, Dames, Breakthrough, Bridge ouvert, Hanabi ouvert... • Une IA dans votre projet tutor´ e • Une ´ epreuve ´ ecrite E de 1h30 • Note session 1 = max(E, (E + P)/2) 14 Plan du Cours 1. Agents intelligents 2. Algorithmes de recherche en IA 3. Algorithmes et recherches heuristiques 4. Programmation des jeux de reﬂexion 5. Satisfaction de Contraintes 6. Agents logiques 7. Logique du premier ordre 8. Inf´ erence en logique du premier ordre 9. Introduction ` a la planiﬁcation 10. Apprentissage automatique 15 uploads/Philosophie/ 00-ia-introduction-bb.pdf