Cours Introduction à l’IA

Olivier Gasquet

Ø Bibliographie :

Ø A la recherche de l’intelligence artificielle (Crevier, Champs-Flammarion)

Animer l’inanimé

Un fantasme immémorial :

o Iliade == > géant Talos

o Automates dès III ème siècle av. JC

o Frankenstein

XVIème – XIXème siècle

o Automates de plus en plus perfectionnés

o Machine mécanique à calcul

Automates à relais pour finale d’échecs
 XXème siècle

o Relais == > Tubes à vide == > Transistors

donnent naissance à l’ordinateur

d’abord calculateur numérique

puis intuition d’un calculateur symbolique

Années 50-60

o Un enthousiasme débridé

o Boom technologique (> 1000 op/sec)

o Théorie psychologique simpliste

o MAIS hors logique/calcul l’esprit fonctionne bcp plus vite (RdF, association,…)

C’est quoi l’IA ?

o Science consistant à faire faire à une machine ce qu’un humain ferait moyennant une certaine intelligence.

o Machine == > ordinateur

o Faire faire == > programmer

Premiers balbutiements

o Pas assez de doigts

§ Abaque

§ Boulier

§ Papier/crayon

§ Calculateurs mécanique

· Pas de programmation possible

· Fabrication très couteuse

Premières machines numériques

o Cartes perforées pour métier à tisser (Jacquard)

§ Le motif est codé (1805)

o Idée reprise par Babbage et Ada : machine analytique

§ Mémoire

§ Unité de traitement

§ PB : mur technologique

o Naissance d’IBM en 1890

§ Machine à traiter les données du recensement

Apogée des machines analogiques

o Analyseur différentiel du MIT (1931)

§ Addition, multiplication, équa. diff., ….

§ Précision liée à :

· la mesure de la position

· la qualité de l’usinage

o  contrairement aux machine numériques dont la précision est liée à la quantité de chiffres (de roues dentées)

Déclin des machines analogiques

o Relais électromécanique puis électroniques plus rapides

o  fin année 30 == > ENIAC

§ PB : changer le traitement = refaire les branchements

§ Vers 45 : von Neumann propose de traiter les instructions comme les données

IA ?

Pensée et calcul

o Rapport pressenti par

§ Lulle (XIII ème siècle) et son « Ars Magna »

§ Leibnitz (XVII ème) et son « Calculus Ratiocinator »

o  Penser =     assembler des concepts suivants des principes logiques

o Penser = ?   combiner des symboles suivants des règles formelles

IA ?

Les (premières) lois de la pensée (XIXème)

o Boole fonde le calcul des classes  (union, intersection, complément, …) et leurs propriétés (commutativité,…)

§ pour la 1^ère fois, manipulation rigoureuse et quasi-mécanique de catégories – activité à la base du raisonnement

§ et lien avec la logique des propositions

Limitations de la logique de Boole

Enoncé                                                     LP1                            LP0

Les humains sont mortels                         "x (Hx®Mx)            H®M

Les américains sont humains                   "x (Ax®Hx)             A®H

è Les américains sont mortels                "x (Ax®Mx)             A®M

Les non-mortels sont non-humains          "x (ØMx®ØHx)       ØM®ØH

Les chaises sont non-mortelles                "x (Cx®ØMx)         C®ØM

è Les chaises sont non-humaines          "x (Cx®®ØHx)      C®ØH

           (Passage au complément)

Les humains sont mortels                         "x (Hx®Mx)            H®M

Socrate est humain                                   "x (Sx®Hx)             S®H

è Socrate est mortel                                "x (Sx®Mx)             S®M

(Socrate constitue une classe à lui seul)

Limitations de la logique de Boole

Enoncé                                                           LP1                     LP0

Les humains sont mortels                              "x (Hx®Mx)      H®M

Certain(s) prés. US sont humains            $x (PxÙHx)         ?

è Certain(s) prés. US sont mortels              $x (PxÙMx)        ?

Certain(s) Prés. US sont humains º $x (SxÙHx)

Il est faux que les Prés. US soient non-humains º Ø("x (Px®ØHx))

Les humains sont mortels                              "x (Hx®Mx)      H®M

Certain(s) prés. US sont humains            $x (PxÙHx)         Ø(P®ØH)

è Certain(s) prés. US sont mortels               $x (PxÙMx)        Ø(P®ØM)

Limitations de la logique de Boole

Boole fournit un pur calcul symbolique

· pour la logique des stoïciens (LP0) et

· pour la syllogistique d’Aristote (fragment de LP1 )

· PB : prédicats n-aires sur domaines non-bornés (déf inductive)

Enoncé                                               LP1

Un aïeul est un parent ou l’aïeul d’un parent

                                                              A(x,y)ºP(x,y)Ú$z(P(x,z)ÙA(z,y))

« Les 2èmes lois de la pensée » (fin XIXème)

o Frege fonde le calcul des prédicats

§ en considérant qu’un prédicat est une classe de couples, de triplets, de quadruplets,…, de n-uplets…

· parent(_,_) dénote les (x,y) t.q. x est parent de y.

· parent(x,y) dénote le vrai ssi x est parent de y

o ssi la classe {(x,y)} Í parent(_,_)

§ en permettant de construire des classes de n-uplets en fixant tout ou partie des éléments

· "x(parent(x,y)) dénote le vrai ssi la classe

o {(x,y) : xÎdomaine} Í parent(_,_)

« Les 2èmes lois de la pensée » (fin XIXème)

== > mécanisation des mathématiques

Premier bémol : paradoxe des ensembles

     Solution : théorie des types / axiomes de ZF

Second bémol en 1931 par Gödel vient obscurcir le rapport entre pensée et calcul

Naissance de l’IA ?

o  Alan Turing

o  Alonzo Church

La machine de Turing

o Modèle mathématique de tous les futurs ordinateurs

o  Thèse de Turing : tout ce qui est calculable l’est par une machine de Turing

o Thèse de Church : tout ce qui est calculable l’est par des fonctions récursives

Le test de Turing

o Un juge (humain) face (via un écran) à deux adversaires : un humain et une machine

Lequel est l’humain ?

Encore aujourd’hui les résultats sont pitoyables.

Emergence de l’IA

o Rencontre théorie / ordinateur

 Langage de représentation

BUT < == Règles d’évolution < == SITUATION INITIALE