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Intelligence artificielle Partie 2

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Compte rendu du CNTRS du 29/06/18.

Inteligence artificielle Partie 2

 

Sommaire

 

Audio : Deux minutes pour comprendre l'intelligence artificielle

https://www.youtube.com/watch?v=8jQKRyZepJ0

Approche de l'intelligence artificielle

Applications de l'intelligence artificielle


 

Audio : 5 trucs étonnants sur l'Intelligence artificielle

https://www.youtube.com/watch?v=If6u8as-npQ


 

Risques de l'Intelligence artificielle

  




Approche

Ordinateurs

 

Les ordinateurs sont devenus de plus en plus puissants, mais ils ne permettent pas de toujours résoudre tous les problèmes.

La matériel n'est peut être pas en cause. C'est le logiciel qu'il faut améliorer.

Logiciels

 

La construction de logiciels s'appuie sur plusieurs approches:

 

 

     

 

 





TROIS MÉTHODES

 

Une approche algorithmique

 

 

Elle nécessite l’écriture du processus à suivre pour résoudre le problème puis sa transcription en un programme. Lorsque le problème est complexe, ce peut être une étape coûteuse ou impossible.

D’autre part, les ordinateurs sont des machines complètement logiques qui suivent à la lettre chacune des instructions du programme. C’est un avantage lorsque tous les cas ont été prévus à l’avance par le développeur de l'algorithmique.

 

 

Systèmes experts

 

 

La seconde approche par possible est celle de l’intelligence artificielle (IA), avec pour application la plus connue les systèmes experts.

Voir  Raisonnement par système expert

 

Ici, la résolution du problème s'appuie sur un ensemble de règles données par l’expert humain du domaine.

Il n’en demeure pas moins que toutes les règles doivent avoir été exprimées préalablement au traitement, et que le programme demeure binaire dans son exécution. Les cas qui n’ont pas été prévus par l’expert ne seront pas correctement traités.

L’introduction de la logique floue ne change pas la nature des limitations d’emploi du programme: l'exécution reste totalement déterministe.

 

 

Alors, comment aller plus loin?

 

L’approche basée sur la connaissance s'applique là où la modélisation de la connaissance est possible, sous forme de règles, par exemple:

 

 

Pour les sciences "exactes"

      l'électronique,

      la mécanique,

      la physique,

      etc.

La connaissance y est explicite.

 

 

Et non les sciences dites "humaines"

      la médecine,

      la psychologie,

      la philosophie,

      etc.

La connaissance y est empirique.

 

Les réseaux neuroniques

 

Les deux approches indiquées ne suffisent pas pour

    de la reconnaissance de formes,

    du diagnostic,

    du contrôle moteur,

    de la traduction automatique,

    de la compréhension du langage,

    etc.

 

Pour cette troisième approche, on cherche à s’inspirer du traitement de l'information effectué par le cerveau.

En effet, la structure du système nerveux, les mécanismes mentaux, les processus neurophysiologiques, l'architecture du cerveau sont à la base du développement d’un comportement intelligent.

Les réseaux de neurones artificiels tentent de reproduire ce comportement.

 

       

 

 




TROIS MÉTHODES

Approche avec l'exemple du jeu de dames

Niveaux

Trois niveaux possibles de " raisonnement "
ou plutôt: trois méthodes utilisées en intelligence artificielle

 

ALGORITHME

 

Programmation impérative

 

Avant chaque mouvement de pièce, exploration de tous les cas possibles. On peut, au prix d'une certaine complexité, y ajouter des tests pour éviter d'explorer des cas de figures très probablement perdants.

Le but étant de diminuer le nombre des calculs qui sont trop nombreux pour être calculés en un temps raisonnable. C'est encore pire aux échecs comparés aux dames.

>>> Suite

 

 

EXPERT

 

Programmation déclarative ou

logique

 

Dans une base de connaissances, on pourrait enregistrer

un grand nombre de parties connues.

Si le système reconnaît une de ces parties, il joue les coups enregistrés.

On voit bien ici que l'algorithme déroule systématiquement l'exploration de tous les coups permis.

 

Avec le système expert, comme son nom l'indique, une bonne dose de connaissances du jeu a été introduite.

Ça n'est plus une simple mécanique en action, mais l'utilisation de règles de déduction basées sur la forte connaissance des spécialistes humains.

>>> Suite

 

 

NEURONIQUE

 

Programmation fonctionnelle

 

Apprentissage en jouant des parties et en tentant de mémoriser les différences entre-elles.

Trouver les caractéristiques de chacune.

La machine se bonifie à chaque partie

 

L'homme en face ne sait pas très bien ce que la machine mémorise pour arriver au résultat. Mais ça marche!

 

Aucune expertise n'est apportée. Sinon par mimétisme du joueur en face de la machine.

Et encore! On a conçu des machines neuroniques qui jouaient entre elles. Un programme de sélection récompensait les plus fortes et éliminaient les plus faibles. Par auto-adaptation restait une seule machine qui s'est révélée très performante.

 

Voir l'exemple des échecs avec l'évolution des programmes Deep Blue (1996 – Classique)) et AlphaZero (2017 – Apprentissage profond).

>>> Suite

 

Conclusion

 

Les trois manières de trouver une solution sont très différentes et s'appliquent à des cas d'application spécifiques. Elles sont complémentaires.

     

 

Machine learning


Le Machine Learning est un sous-ensemble de l'IA. Les réseaux neuroniques sont une des technologies de base.

Arthur Samuel en 1959 en fut le pionnier et il définit le machine learning comme le champ d’étude qui donne aux ordinateurs la capacité d’apprendre sans être explicitement programmés à apprendre.

La qualité des prédictions des algorithmes s’améliore avec l’expérience.

 

 

 

 




Démarches

DESCENDANTE

ASCENDANTE

    Les robots ou automates programmés pour faire quelque chose ne font que ce qu'on leur a injecté comme instruction.

    "Insectes" de Brooks qui se débrouillent par essais et erreurs; par apprentissage et, sélection des plus adaptés.

    Ils reflètent les idées et la logique des humains.

    Ils peuvent donner naissance presque sûrement à de l'inattendu.

    L'école descendante soutient que l'esprit est comme un programme d'une immense complexité dans un ordinateur

    Hopfield pense que l'intelligence pourrait naître de la théorie quantique d'atomes stupides sans aucun programme d'aucune sorte.

    Sa théorie: tout comme un objet quantique minimise son énergie, un circuit de réseau de neurones, lui aussi, doit minimiser son énergie.

    Turing, avec sa machine, a saisi l'essence mathématique de la machine à calculer universelle.

    Hopfield a découvert l'une des lois universelles des réseaux de neurones.

 

Applications intelligence artificielle

Source : TPE sur l'intelligence artificielle

Applications actuelles

Les systèmes experts : Comme nous l’avons expliqué préalablement, les systèmes experts sont des systèmes d’aide à la décision qui se basent sur des règles bien précises. Son domaine d’action est limité mais c’est ce qui fait son efficacité.

La représentation des connaissances : C’est l’un des secteurs les plus importants de la recherche en IA, il est chargé de représenter les données de façon claire nette et précise en utilisant des symboles.

La reconnaissance vocale : Même si les progrès sont lents, les résultats sont très impressionnants et très encourageants. On n’en est pas encore au point de reconnaître parfaitement les paroles d’un individu quelconque car cela requiert beaucoup d’informations extra-langagières comme le contexte dans lequel les paroles ont étés prononcées.


La reconnaissance écrite : Contrairement aux apparences, la reconnaissance dactylographique est un problème assez complexe bien que certains logiciels fournissent des résultats plus que satisfaisants L’écriture manuscrite (la mienne par exemple) pose quant à elle un problème encore plus sérieux dans la mesure que son interprétation pose parfois à l’homme un problème insoluble. Ainsi que les captchas, vous savez ces codes visuels.

La reconnaissance des visages : Ce type de logiciels a longtemps considéré comme le plus difficile à élaborer, cependant, les réseaux neuronaux offrent des résultats intéressants.
Le correcteur orthographique : Cet outil est lui aussi une œuvre de l’IA et je remercie son créateur qui m’a évité de nombreuses fautes ! Bien utile pour éviter de faillir (trop souvent) à la langue française !
Le traitement du langage : Avant de résumer ou de traduire un texte, il faut préalablement le comprendre. Un logiciel aura compris un texte quand il sera capable de le représenter sous une forme indépendante de la langue dans laquelle il a été écrit. Bien que cette tâche soit très difficile, de nombreux progrès ont été réalisés.
La résolution des problèmes : Les jeux donnent une bonne image de ce domaine : le champion du monde de Backgammon est un programme depuis quelques années déjà et cela sera vraisemblablement aussi le cas pour le jeu d'échecs dans peu de temps. Le jeu de Go résiste beaucoup plus aux efforts des programmeurs de jeux.

  Les chatterbotsCes chatterbots ("agents conversationnels" en français) sont des programmes dont le but est de fournir un dialogue digne d’un humain. Ce type d’IA a été particulièrement émulé par le test de Turing. Ainsi certains bots donnent l’impression d’un dialogue censé, convivial, naturel et sans trahir sa nature mécanique !L’un des premiers chatterbots est un psychothérapeute du nom d’ELIZA. Elle commençait par poser une question neutre (Bonjour. Pourquoi venez-vous me voir ?) à la personne testée, puis analysait à chaque fois la réponse pour tenter de reposer une question en relation avec celle-ci. Si une question lui était posée, elle demandait pourquoi on lui posait la question. Si une phrase contenait le mot « ordinateur », elle demandait : « Dites-vous cela parce que je suis un ordinateur » ? 

Exemple de conversation avec le programme Eliza

Depuis la naissance d'internet, de nombreux entreprises de marketing se sont intéressés à cet outil. Ainsi, si vous avez des problèmes auprès de SFR, adressez-vous à Lucie ! La SNCF vous proposera l’aide de Léa. Ce type de chatterbot est donc très présent dans notre quotidien. 

Cependant vous vous inquiétez peut-être de savoir si vous parlez à une machine ou à une véritable personne en chair et en os ? Pour cela il y a des petites astuces : Posez lui un calcul plutôt dur et voyez si la réponse arrive rapidement (dans ce cas l’interlocuteur est une machine) ou non. Vous pouvez aussi faire appel à la perception visuelle, un exemple : « Si je retourne la lettre W, quelle lettre obtiens-je ? »
Cependant, les concepteurs de chatterbots essaient de vous tromper en simulant des fautes de frappe, des erreurs de calcul…

 Les jeux-vidéo

L’industrie des jeux vidéo a accompli de grandes avancées en avant au cours des dernières décennies. Les joueurs se sont habitués à ce que chaque nouveau jeu soit plus complexe et plus intéressant. Pour les développeurs, le défi consiste à aller toujours plus loin, pour créer des jeux sans cesse plus attractifs. Pour répondre aux attentes des joueurs, l’IA pilotée par ordinateur a évolué de nombreuses manières. Pourtant, ce n’est pas chose aisée.

Au niveau le plus élémentaire, l’IA consiste à reproduire le comportement d’autres joueurs ou bien de gérer le comportement des éléments actifs (c’est-à-dire tous les éléments du jeu sur lesquels on peut agir). Le concept de base est que ces comportement soient simulés. En d’autres termes, l’IA des jeux est plus « artificielle » qu’« intelligente ». Deux catégories peuvent alors être différenciées : il peut s’agir d’un système simple conditionné à base de règles, ou complexe, destiné à s’opposer à un joueur (une armée adverse par exemple).

Désormais les recherches en IA visent à créer une vraie intelligence, même si c’est par des moyens artificiels. Des projets comme Kismet du MIT tentent de créer une IA capable d’apprentissage et d’interactions sociales ainsi que d’émotions. Ce serait fort intéressant à intégrer dans des jeux de rôle tels que les Sims !

Dans les jeux actuels, une vraie IA est très loin de ce que l’on attend d’un logiciel ludique. L’IA des jeux n’a nul besoin d’être douée ni de raison ni de conscience (en fait, il faut mieux qu’elle ne le soit pas) ; elle n’a rien d’autre à apprendre au-delà du gameplay (les différentes commandes du jeu). Le vrai objectif de l’IA dans les jeux est de simuler un comportement intelligent et de fournir au joueur un défi crédible afin qu’il soit en mesure de relever le tenant ainsi en haleine.

  • Les robots

Connu par tous, ces dispositifs se doivent d'accomplir des tâches généralement dangereuses (déminage) ou répétitives (travail en usine) pour les humains. La précision accrue de ces machines les ont rendues utiles dans de nombreux domaines. Combiné avec le principe de l'IA, les résultats sont surprenants... Les robots sont soumis à plusieurs règles pour pouvoir être efficaces : ils doivent être capables d’apprendre de leur environnement et de leurs erreurs. Effectivement, s’il n’est pas capable d’apprendre, le robot ne peut être qualifié d’intelligent. 

 Les robots peuvent faire vos tâches ménagères ! Le robot aspirateur Samsung peut nettoyer votre appartement ou votre maison silencieusement !

 Le robot peut également avoir des fins médicales ! Il peut emmètre un diagnostic ! Certains robots ont même été jugés experts en médecine. Il doit cependant être dirigé par un médecin, grâce à cette avancée, des opérations avant impensables sont réalisables ! Particulièrement au niveau des yeux.

 Les robots sont aussi utilisés par les astronautes pour explorer la Lune et Mars, car il est moins dangereux d’envoyer un robot dans l’espace qu’un humain ! Ils sont ainsi commandés depuis la Terre et permettent de ramener des minerais et des photographies de l’espace.

 Ces robots peuvent servir aux ordres de l’armée également ! Voici quelques robots présents dans les forces armées :

Le drone : Initialement un avion de reconnaissance sans pilote, il peut servir à des fins destructrices également et avec une précision remarquable il est également capable de neutraliser les instruments de communication et les radars. On retrouve de ces engins dans l’armée américaine et notamment en Afghanistan.

Le SGR-A1 : Ce robot fait office de sentinelle. Il est utilisé pour surveiller la zone démilitarisée séparant les deux Corées. Le robot est posé au sol et incapable de se déplacer mais il scrute l’horizon grâce à des systèmes de vision très élaborés et même dans la nuit. Étant incapable de différencier si a cible est hostile ou non, il considère toute personne pénétrant dans la zone démilitarisée comme un adversaire. Le robot lui assène donc des tirs de mitrailleuse après sommation (celle-ci étant mobile pour suivre sa cible). Ce robot peut être commandé manuellement ou mis sur un mode automatique.

 AlphaDog LS3 : Robot autonome monté sur des « pattes » ayant pour mission de soulager les militaires des lourdes charges. Il est capable de porter des lourdes charges sur de longues distances.

 Le Talon Maars : Robot mobile doté de chenilles pour se déplacer, de quatre caméras, d’une vision thermique et d’une mitrailleuse. Utilisée par l’armée américaine, son but est de ne pas exposer les soldats à des dangers inutiles. Cette machine est notament capable de monter les escaliers ! Elle est dirigée à distance par un militaire. 

De nombreux robots servent également à exposer les compétences des entreprises, ces robots sont dit d’exhibition, vous pouvez voir dans la rubrique « exemples incroyables » les performances du violoniste de Toyota.

Applications IA : reconnaissance vocale, robots médicaux ou militaires.

Vidéo : http://breakforbuzz.com/10-intelligences-artificielles-vraiment-intelligentes/

Applications futures

  • L'exemple du cyborg

La notion de cyborg appartient de moins en moins à la science-fiction mais de plus en plus à la réalité. Les petits robots qui font votre cuisine, votre ménage, les drones de l’armée, ceux que l’on envoie dans l’espace et surtout les greffes médicales sont de plus en plus présents dans notre quotidien !
Un chercheur anglais s’est implanté une puce dans le bras pour que les portes de son labo s’ouvrent d’elle-même, rien de bien impressionnant me direz-vous « Au supermarché on a la même chose et sans puces. » Mais ces portes sont sécurisées et une voix lui souhaite personnellement la bienvenue.
Le chercheur poursuit l’expérience et cherche à décoder les messages nerveux du corps pour ainsi sensibiliser son PC à son humeur : un geste d’agacement et la machine posera des questions plus explicites. De la fatigue ou de la lassitude et le PC lancera un logiciel pour aider Kévin.
Kévin pense donc arriver à un homme bionique et ainsi acquérir des capacités extra-sensorielles grâce à la technologie qui analyse la fonction du cerveau. Les progrès en nanotechnologie ont donc un bel avenir et ainsi permettre à des nano-agents de soigner les maladies autrement que par prise de médicaments traditionnels. L’évolution en termes de greffe est donc très attendue, même si récemment, une greffe de visage à été rendue possible, peut-on espérer recréer des cellules musculaires ou oculaires et confier leur contrôle à des puces ?
Combien d’entre-vous se sont-ils dit : « Ah si je pouvais mémoriser comme un ordinateur et ressortir tout ça quand je le veux ! » Et bien, ceci serait possible en connectant notre cerveau à un cerveau artificiel construit comme un disque dur d’ordinateur ! Ceci nous permettrait de penser en plusieurs dimensions !

Le plus impressionnant serait de pouvoir communiquer directement par la pensée, « de l’âme pour l’âme » ainsi le jeune Rimbaud avait exprimé son rêve. Ceci serait possible en communiquant à l’aide d’ondes comme les ondes radio ou wi-fi.


 

Risques démesurés à l'avenir



Ce risque est un risque sérieux car sans nous en rendre compte, la machine est déjà au-dessus de l’homme. Si le but premier est de doter la machine de conscience, alors ne se rendra-t-elle pas compte de sa condition ? Alors on peut envisager qu’elle se « rebellera » contre l’homme car elle se sentira exploitée. Les conséquences pourraient être dramatiques.
Ce risque est très faible mais il existe quand même.

Imaginez une IA qui est chargée de gérer les communications, imaginez ensuite qu’elle prenne conscience de la tâche qu’elle réalise, si elle le veut (on retrouve les grands objectifs des chercheurs : doter la machine de conscience et de volonté) elle pourrait paralyser toutes les communications d’un pays, ou pire, inventer des fausses communications semant ainsi un chaos monstre. La portée d’action est très vaste car si elle contrôle les ondes hertziennes, elle peut commander tous les appareils dotés de récepteurs. 

Ce scénario est très improbable cependant il est souvent développé dans des films et livres. De nombreuses œuvres cinématographiques mais aussi littéraires s’inspirent de ces suppositions.
il est donc important de pouvoir neutraliser ces machines, en leur coupant leur alimentation énergétique par exemple. Ou en les obligeant à suivre des règles très simples pour les empêcher de nuire à l’homme.
Pour prévenir ces risques,
Isaac Asimov a énoncé des lois : 


     · Première Loi : Un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, restant passif, laisser cet être humain exposé au danger.

       · Deuxième Loi : Un robot doit obéir aux ordres donnés par les êtres humains, sauf si de tels ordres sont en contradiction avec la Première Loi
 ·
Troisième Loi : Un robot doit protéger son existence dans la mesure où cette protection n'entre pas en contradiction avec la Première ou la Deuxième Loi.
       ·
Il ajoute ensuite une loi 0 : "Un robot ne peut pas faire de mal à l'humanité, ni, par son inaction, permettre que l'humanité soit blessée." 

Isaac espère ainsi éviter les bavures qui peuvent être commises en élaborant un robot dirigé par une IA. Cependant il en évoque aussi les limites dans ses livres : Un robot laisserait-il un homme fumer une cigarette ?

Cependant, l’homme a lui-même pervertis la machine en créant des virus et des logiciels malveillants rendant ainsi les machines nuisibles à son utilisateur. Ceci comporte un danger important dans la mesure où les programmes sont de plus en plus sophistiqués et ont même la capacité de se reproduire ! Ils pourraient donc devenir très nombreux et incontrôlables par son créateur et se propager par Internet.