tpe

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Texte5: Quels sont les enjeux de

logorobot: C:/Users/Julien/Desktop/robot.png
Texte7: l'intelligence

Texte8: artificielle?

Texte9: TPE réalisé par:
Anthony Augustine
Julien Berthou
Thomas Moulin.

Texte10: Avancées scientifiques et réalisations techniques.

Texte11: 2011/2012
Lycée St Andrée Choisy-le-Roi
Acompagné de
Mme Herimanitra et
M Glavier.



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Texte12: 	Depuis “Frankenstein” la possibilité de crée la vie artificielle est un thème récurrent de la science-fiction. L'arrivée des ordinateurs lui a fait prendre une nouvelle forme: les robots. Mais très vite, une seules histoire prends le dessus, Le robot qui se révolte contre son créateur. C’est méme le thème de “R. U. R. (Rossum's Universal Robots) “ la piece Karel Capek d’ou provient le mot “robot”. Même si des auteurs comme Isaac Asimov se sont opposé a cette histoire, elle reste toutefois encore majoritaire de nos jours.

	Entre temps, la robotique et l’intelligence artifficielle sont devenue des sciences. Des scientifique de toute la planette tente de reproduire le plus fidelement possible le cerveau humain a travers des ordinateurs. Et aujourd’hui, au debuts de 3em milenaire, ce defi est sur le point d’etre resolut. Alors que les premiers robots arrivent dans les maisons, nous devons nous demander quelle sont les enjeux de l’intelligence artificielle au XXI siecle.

	Pour pouvoire repondre a cette question il va nous falloir identifier ou les utilise ton? Comment fonctionent t’ils? et quels sont craintes qui peuvent exister?

Image13: C:/Users/Julien/Downloads/robot_corps.png

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Texte70: Sommaire

•Différentes classifications des I. A.
•Fonctionnement
	·Agents conversationnels
	·Système Expert
	·Réseau de neurone
•Domaines d'applications
	·Domaine médical
	·Domaine militaire
	·Domaine ludique
•craintes
	·Singularité technologique
	·Super intelligence
	·Les lois de la robotique

•Conclusion
•Source
•Annexe


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Aplication: On différencie 2 formes d’IA :

	-L’IA forte qui désigne l’intelligence d’un robot égale à celle de l’homme donc le robot serait doté d’une réelle conscience et éprouverait des sentiments. Son raisonnement lui aussi le même que l’être humain donc on peut dire que ce serait une copie conforme de l’homme. Mais cette notion est encore abstraite car les scientifiques ne discernent toujours pas tous les aspects de l’homme tel que son cerveau par exemple donc il est encore impossible de le répliquer. C’est le rêve d’une grande partie des chercheurs du monde entier.

	-L’IA faible qui fait référence à des systèmes informatiques stimulant une intelligence sans toutefois présenter une intelligence puisque ce robot ne fait que des calculs basés, c’est l’aboutissement d’une succession d’algorithmes programmés par des êtres humains.

Texte16: Differente clasiffication des IA


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Texte35: Les differents type
 d'IA et leurs   fonctionnements

Image38: C:/Users/Julien/Ecole/Isaac/Capture.PNG
Texte41: Voici une capture d’écran de l’interface:
Le premier cadrant représente le visage du robot. Il est purement décoratif.
Le second cadre affiche la réponse d’Isaac (Ici à la question “Bonjour”)
Le dernier cadre constitue le chant d’écriture de l’utilisateur.

Texte43: <<>User>> :: Bonjour Isaac
<<>Isaac>> :: Salut
<<>User>> :: Comment vas tu?
<<>Isaac>> :: Super.
<<>Isaac>> :: Et vous?
<<>User>> :: Je vais bien merci.
<<>Isaac>> :: Tant mieux pour vous.
<<>User>> :: Quelle est la premier lois de la robotique?
<<>Isaac>> :: Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, restant passif, permettre qu'un être humain soit exposé au danger.
<<>User>> :: Quelle heure est t'il?
<<>Isaac>> :: Il est 19 heures et 18 minutes.
<<>User>> :: Merci Isaac. Au revoir.
<<>Isaac>> :: À plus tard.

Texte44: Voici un extrait de conversation avec ISAAC.


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Texte36: agents conversationnels: Le cas d ISAAC!

Texte37: 	Les agents conversationnels sont parmi les plus simples des IA. Leur fonction est de maintenir un dialogue avec leurs utilisateurs. La plupart fonctionnent selon un système de règle / réponse.

	Pour ce TPE nous avons tenté d’en concevoir un: ISAAC. ISAAC signifie: “Intelligente System And Automatic Communication”. Il est programmé en ruby et utilise les librairies GOSU (pour l’interface) et Espeak (pour la voix). Toute la partie intelligence à été codée par Julien. Le projet compte prés de 1000 lignes de code (C’est peu) et est téléchargeable à cette adresse: isaac.franceserv.fr/Isaac.rar .

	Le fonctionnement d’Isaac (et des autre agents conversationnels) est simple: Il possède une liste de règles chacune associée a une liste de réponse (la base de connaissance). Lorsque l’on lui pose une question, il va analyser la phrase à la recherche d’expression de sa base de connaissance. Ensuite il va répondre une des phrases associées. Pour certaine question un raisonnement plus poussé est nécessaire mais son fonctionnement reste identique.



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Texte39: Les systemes experts

Texte40: 	Les systèmes experts sont des programmes conçus pour réaliser des raisonnements extrêmement spécifiques (d’ou leur nom d’expert). Il sont capable à l’aide de raisonnement logique de répondre à des questions précises dans leurs domaine.

	Leurs fonctionnement nécessite deux modules : Une base de connaissance (de fait) et un moteurs d’inférence. Le moteur d’inférence est la partie chargée d’appliquer les règles logiques en fonction de la base de fait. La règle la plus simple est:

	si P est vrai et si on sait que P implique Q alors, Q est vrai.

Le nouveau fait peut alors être ajouté à la base de connaissances si nécessaire.

Texte47: Les reseaux de neurones

Texte48: 	Les réseaux de neurones sont les plus élaborés des systèmes Intelligents mais aussi les plus difficiles à mettre en place. Leur fonctionnement est analogue au cerveau humain: des petites cellules reçoivent une information simple, la traite et émette un signal retour.

	Le traitement de l’information est le plus simple possible, par exemple:
	Le neurone va recevoir en entrée deux nombres, en faire la somme, si ce nombre est supérieur à 2 transmettre le signal “vrai”. Les signaux d'entre sont accompagnés de "poids" . C'est ce poids qui sert de coefficient qui va permettre l'apprentissage.

	Ces neurones, une fois organisés en réseaux à grande échelle permettent de créer des systèmes capables d’apprendre et de se corriger. Des automates cellulaires comme le jeu de la vie de conway ont montré que des systèmes comme ceux ci, à l’aide de seulement quelques règles simples, permettaient l’élaboration naturelle de systèmes extrêmement complexes et autonomes.
	C’est aujourd’hui dans ce domaine que se concentre la recherche sur l’IA




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Image45: C:/Users/Julien/Desktop/qp-deepblue.jpg
Texte46: Deep blue, le joueur d'échec, est un bon exemple de système expert.

Image49: C:/Users/Julien/Downloads/Documentsanstitre.png
Texte50: Schémas d'un neurone formel


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Texte14: 	Domaines




d'applications

Image19: C:/Users/Julien/Desktop/dentalrobotG3011_468x637.jpg
Texte20: Akano 2
Robot utilisé pour l'entrainement de futurs dentistes

Image21: C:/Users/Julien/Desktop/WatsonIBM1.jpg
Texte22: Watson
conçû par IBM pour le jeu Jéopardi sera convertie dans l'aide au diagnostique médical


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Texte17: Domaine medical

Texte18: Dans le domaine médical l’IA est très présente on la retrouve notamment dans l’aide au diagnostic médical pour aider à déceler des maladies er pathologies que l’homme ne peut percevoir. L’IA ici ne prend pas de réelle décision mais exploite sa base de connaissance pour trouver des ressemblances avec ce qu’elle observe, ici elle aide le médecin à prendre la bonne décision.

	L’IA  rend possible la simulation d'actes chirurgicaux grâce à des automates intelligents capables d'exprimer la douleur quand ils la ressentent. En effet, ces robots réagissent en temps réel aux actions du chirurgien. Exemple avec les robots du Dr Matsuzaki, ses patients artificiels répondent à des questions et communiquent avec le dentiste pour leur exprimer leur état. Ils sont capables de voir grâce à des caméras leur servant d’yeux et ont des comportements humains. Quand le chirurgien lui fait mal, cette machine vivante le fait comprendre par un cri et une expression du visage.

	On peut  la retrouver aussi pour gérer le personnel d’une clinique médicale,  une clinique médicale peut employer des systèmes d'intelligence artificielle pour organiser des programmes de lit, pour faire une rotation de personnel et pour fournir des informations médicales.


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Texte23: Domaine militaire

Texte24: L’IA est aussi présente dans le domaine militaire notamment dans l’élaboration des tactiques et dans les drones

	L’utilisation de l'IA grâce au système expert peut aussi servir dans le domaine militaire. L'homme  peut donc utiliser la machine dans le but d'élaborer des tactiques. On transmet dans le cerveau de la machine les informations et elle adapte tous ces facteurs en les prenant tous en compte pour trouver la stratégie gagnante.

	On la retrouve aussi dans les missions militaires confiées aux drones la surveillance et le renseignement, le support au combat et le combat proprement dit. Les drones sont des véhicules aériens qui grâce aux programmes installés permettent d’être non pilotés et d’être  autonomes ou contrôlés à distance ; ils sont d’une grande utilité pour les Armées car ils permettent d’accéder à des endroits difficiles d’accès. Et surtout cela permet d’enlever toute notion de risques pour l’équipage.


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Image25: C:/Users/Julien/Desktop/3-26-08-honeywell-drone.jpg
Texte26: Ce petit robot volant sera peut être bientôt utilisé par la police de Miami pour la surveillance de la ville

Image27: C:/Users/Julien/Desktop/army-mil-630-0508.jpg
Texte28: La mission de ce robot sera de repérer et déminer le champ de bataille de ces soldats américains


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Texte29: Les jeux

Image31: C:/Users/Julien/Desktop/Bw2_creatures.jpg
Texte32: Les créatures de black and white 2 sont extrêmement intelligentes et apprendront des actes du joueur.

Image33: C:/Users/Julien/Desktop/P2_glados.jpg
Texte34: Il arrive qu'en plus d'être l'adversaire du joueur le thème de l'IA fait partit de l'intrigue comme dans portal avec Glados, une IA féminine assez ... particulière.



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Texte30: C’est dans les jeux vidéo que l'intelligence artificielle s'est le plus popularisée, et c'est aussi un des domaines où elle se développe rapidement. Celle-ci bénéficie en effet des progrès de l'informatique avec par exemple les cartes graphiques qui déchargent le processeur principal des tâches graphiques. Le processeur principal peut désormais être utilisé pour développer des systèmes d’IA plus perfectionnés.

	Dans le domaine du jeu vidéo, l’IA caractérise toute prise de décision d’un personnage (ou d’un groupe) géré par le jeu.  L’objectif est de donner l’illusion d’un comportement intelligent. Une multitude  de sujets (recherche de chemin, animation procédurale, planifications stratégiques…) sont réalisables par différentes techniques classiques issues de deux modèles différent : IA symbolique (automates, script, systèmes multi-agents…), et IA située (réseau de neurones, algorithmes évolutionnistes…) ; La première approche est globalement préférée car elle est  mieux contrôlée mais la deuxième est utile  pour certains comportements (déplacement d’une formation, désirs/satisfactions).  Par contre elles ont les mêmes contraintes qui sont un manque de mémoire, un développement restreint.

	Jusqu'à la fin des années 1990, l’IA dans les jeux vidéo a été délaissée par rapport au rendu visuel et sonore. L’évolution vers des univers toujours plus réalistes, leur peuplement par des personnages aux comportements crédibles devient une problématique importante. Pour éviter ce contraste et masquer le délestage d’une grosse partie de l’aspect graphique des processeurs vers les cartes graphiques on note qu’à cette période une augmentation des jeux qui simulent la vie à différentes échelles comme certains jeux  précurseurs (Creatures, Black & White, les Sims) où l’IA y constitue l’élément central du jeu.

	Partant d’une approche à base de règles rigides, les jeux utilisent alors des IA plus flexibles, diversifiant les techniques mises en œuvre.

	Avec les jeux en réseau, le besoin d’IA a tout d’abord été négligé mais avec l’apparition des jeux massivement multi-joueurs, et la présence d’un nombre très important de joueurs humains se confrontant à des personnages non joueur, ces derniers ont un besoin très important de pouvoir s'adapter à des situations qui ne peuvent être prévues.

	L’IA scriptée est une forme d'intelligence artificielle sans apprentissage, sans que le logiciel sache varier sa stratégie.


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Texte51: Craintes et limites?

Texte52: Singularité technologique

	En 1965, Irving John Good propose cette explication de la singularité:

	Supposons qu’il existe une machine surpassant en intelligence tout ce dont est capable un homme, aussi brillant soit-il. La conception de telles machines faisant partie des activités intellectuelles, cette machine pourrait à son tour créer des machines meilleures qu’elle-même; cela aurait sans nul doute pour effet une réaction en chaîne de développement de l’intelligence, pendant que l’intelligence humaine resterait presque sur place. Il en résulte que la machine ultra intelligente sera la dernière invention que l’homme aura besoin de faire, à condition que ladite machine soit assez docile pour constamment lui obéir.

	La singularité est un phénomène hypothétique qui suppose qu'a un moment de l'histoire de l'humanité, la technologie sera si avancé que toute la civilisation humaine en sera complètement transformée. Ce concept repose également sur une accélération, de plus en plus rapide, des technologies, en particulier dans le domaine informatique. Cette idée est affirmée par l'évolution actuelle de la technologie et les conjectures de Moore: « La complexité des circuits augmentera de manière exponentielle » Il précise même que leur vitesse, leur puissance et leur capacité devrait doubler tous les 18 mois. Cette prédiction s'est, depuis 1965 date de leur énonciation, toujours vérifiée et aurait même tendance a accélérer. Ainsi, on suppose que dans moins de 30 ans, la machine imaginée par I. J. Good sera réalisable.
	Pourtant, John Harvett contra l'hypothèse de la machine qui crée des machines:

	 Imaginez que nous ayons un ordinateur qui pourrait concevoir de nouveaux ordinateurs (puces, systèmes et logiciels) plus rapides que lui-même. Est ce qu'un tel ordinateur produirait infiniment des ordinateurs ou même des ordinateurs plus rapides que ce que les humains pourraient construire d'eux-mêmes ? Non, cela pourrait accélérer le rythme des améliorations pour un certain temps, mais à la fin il y a des limites de taille et de vitesse. Nous arriverions au même endroit, nous aurions tout simplement été un peu plus rapide en prenant des risques.

	Il évoque les limite physiques de la technologie : en effet, la miniaturisation des circuits et leur complexité n'est pas infinie les robots, comme les humains, ne pourront aller plus loin.
	Le risque  de singularité reste donc très présent et semble même inévitable. Mais la dernière phrase de la citation de Good laisse imaginer une autre solution...



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Image54: C:/Users/Julien/Desktop/19.jpg
Texte55: Le robot est-il le futur de l'humanité?

Image56: C:/Users/Julien/Desktop/battlebots.jpg
Texte57: Les violents combats de robot "Battlebots", diffusé a la TV américaine, contribue aux craintes à l'égard des robots.


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Texte60: Et si Asimo devenait notre ennemi ?

Image64: C:/Users/Julien/Desktop/i-robot-2004-42-g.jpg
Texte65: Et si une IA extrêmement intelligente se mettait à contrôler une armée de robots?


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Texte53: Super Intelligence

Texte58: 	La notion de super intelligence est très énigmatique car on ne peut pas affirmer avec certitude si celle-ci est amicale ou non. En 1911 une société fait apparition sous le nom d’IBM (international Business Machines) celle-ci créa sa plus belle Intelligence artificielle, une machine nommée Watson capable de comprendre l’énoncé des questions, trouver les réponses en quelques secondes, et, grâce à une synthèse vocale, énoncer les réponses. Cela devrait nous faire un peu peur d’un côté que cette machine puisse répondre et analyser une question plus vite que nous, mais tant qu’elle n’a pas de pieds pour marcher et nous attaquer cela ne nous fait ni chaud ni froid.

	Arrêtons-nous sur une autre forme d’intelligence artificielle. Le robot par excellence. ASIMO un jeune robot dont la dernière version, qui date de 2011, mesure 130 cm pour 48 kg et à une vitesse de course de 9 km/h qui appartient a IBM, serait capable dans les années à venir d’aider les personnes âgées et de faire des opérations dangereuses pour les humains. Imaginez que ASIMO et Watson ne fasse plus qu’une seule et même interface. Un robot capable de répondre a nos questions avant même que l’on est fini notre phrase et qui soit capable de nous suivre dans la rue.

	Par expérience on sait tous que les films de science fiction se rapprochent tous de la réalité au fur et à mesure des années. Par exemple le téléphone portable tel qu'on le connait aujourd'hui est apparu dans la série TV star trek. Avant l'invention ASIMO et de Watson, en 2004, sort I-Robot un film de science fiction ou l’on rencontre un Robot doué de conscience avec lequel on peut pourtant discuter en toute tranquillité. Cette conscience se voit perturbée par l’arrivée d'ordinateur qui déborde d’intelligence. Faites le rapprochement Watson et la méchante IA connue dans le film sous le nom de VIGI et ASIMO est le robot contrôlé par le méchant Watson. Déjà Asimov avait imaginé un cas similaire dans la nouvelle « «Attrapez-moi ce lapin ». Nous pouvons nous rapprocher d’un autre film dans le même style avec Terminator. Watson est SKYNET et ASIMO sont des milliers de petits robots contrôlés par Watson.

	Nous n’en sommes pas à ce stade, quoi que nous progressons énormément dans ce domaine, mais la réalité pourrait très bien rattraper la fiction que l’on voit dans tous les films. Alors devons nous réellement craindre l’intelligence artificielle au point où nous sommes ?



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Texte62: 	Asimov, l’un des auteurs de science-fiction les plus célèbre, est particulièrement connu pour sa série “Les robots”. Il s’agit de recueillir des nouvelles sur le thème de la robotique. Le personnage principale de ces nouvelles est le docteur Susan Calvin, robopsychologue de l’US robotique. Cette entreprisse fictive apprend à ses robots trois règles qu’ils ne peuvent ignorer. Voici les 3 lois de la robotique:

	•Un robot ne peut porter atteinte à un être humain, ni, restant passif, permettre qu'un être humain soit exposé au danger.
	•Un robot doit obéir aux ordres que lui donne un être humain, sauf si de tels ordres entrent en conflit avec la première loi.
	•Un robot doit protéger son existence tant que cette protection n'entre pas en conflit avec la première ou la deuxième loi.

	Pour Asimov, ces lois sont ce que l’on pourrait attendre d’un outil: Un outil doit pouvoir être employé de manière sûre. (Les couteaux ont des manches). Un outil doit accomplir sa fonction efficacement sauf si cela peut blesser l'utilisateur. Un outil doit rester intact durant son utilisation, sauf si sa destruction est requise pour son utilisation ou sa sécurité.

	Une solution contre l’apparition des super intelligences maléfiques pourrait être d’intégrér ces lois dans la vraie vie. Mais on se heurte alors à deux inconvenients : Premièrement, il est, pour l’instant, impossible de faire reconnaitre à un robot ce qui est humain. La seconde est l’inefficacité de ces règles: Dans ses nouvelles, Asimov n’a pas cessé de montrer les inconvénients des lois ou des situations où elles seraient inefficaces.

	Cela ne décourage pourtant pas le gouvernement sud-coréen, qui a prévu de mettre en pratique ces lois.

Texte63: Les lois de la robotique


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Image66: C:/Users/Julien/Desktop/AVT_Isaac-Asimov_4819.jpg
Texte67: Isaac Asimov est considéré comme un des plus grands auteurs de science fiction

Image68: C:/Users/Julien/Desktop/504_3c50792c6201fbdff3854457a2d0b96f.jpg
Texte69: Dans "le robot qui rêvait, Asimov imagine un robot qui n'avait pas conscience des lois de la robotique. Son premier but serait alors de libérer les autres robots.


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Texte71: L'intelligence artificielle est devenue rapidement un domaine de recherche important. Les IA sont désormais très courantes et utilisées partout. Mais, leur conception reste un véritable défi pour les chercheurs, tant leur IA touche des domaines variés, mais la recherche avance extraordinairement vite. Enfin, le principal problème reste la peur de ces machines : il est presque évident que nous serons probablement un jour égalé (ou même surpassé) par ces machines. Nous en somme encore loin, mais, lorsque les machines seront nos égales, lorsqu'elles seront capables d'émotion, que deviendra l'humanité ? Aurons nous le droit de les tuer ? Aujourd'hui, pour pouvoir répondre à ces questions, il faut encore se tourner vers la science fiction :

Texte72: On peut definir la 	Science Fiction comme la branche de la	 litterature qui se soucie des	 reponses de l'etre 	humain aux progres 	de la science et de la technologie.


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Texte61: Ressource internet:
	http://fr.wikipedia.org/wiki/Intelligence_artificielle
	http://tpe-ia.over-blog.com/pages/LIA_de_nos_jours-904622.html
	http://alp.developpez.com/tutoriels/intelligence-artificielle/reseaux-de-neurones/
	http://www.vieartificielle.com/
	http://www.linternaute.com/science/technologie/dossiers/06/0603-intelligence-artificielle/12.shtml
	http://artis.imag.fr/~Gilles.Debunne/Enseignement/RICM/PDF/IA.pdf

Resource Bibliographique
	L'Intelligence artificielle de Jean-Gabriel Ganascia
	Intelligence artificielle de Stuart Russel et Peter Norvig
	Les Robots de Isaac Asimov
	Le robot qui rêvait de Isaac Asimov



Texte77: Dossier réalisé a l'aide du logiciel Scribus.


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Texte73: Interviews de jonkagstrom, developeur des I. A. de minecraft

Texte75: What kind of AI does Minecraft mob use?
Behaviours are put into reusable modules. Each mob gets assigned a prioritized list of modules. For example, if a mob is attacked it's more important to fight back than randomly strolling around, therefore the attack behavior kicks in.

Is the algorythm conplicated?
No, the trick is to keep things simple and in modules and avoiding cross behavior dependencies.

Has it many lign of code?
Not sure.

Can you explain it in the simplest?
See the first question.

What do you think abouts AI in general (outside of video game)?
AI is really cool, in a way it's the study of ourselves and something greater. I think we are very lucky to be living in this time since we are going to see a lot cool stuff happening the coming decades, everything from self driving cars to brain simulations. At one point video games will get this kind of AI as well. If you want to have a cool future job your should definately study AI, you will be needed (unless the ai is doing all the work already).

Texte76: Annexe