chapitres 1 et 2

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Francois Pelletier 2019-02-19 21:23:33 -05:00
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17
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graph agentrationnel {
a [label="Agent Rationnel"];
c1 [label="Perception"];
c11 [label="Historique"];
c2 [label="Action"];
c3 [label="But"];
c4 [label="Capacités"];
c41 [label="Croyances"];
c42 [label="Connaissances"];
a -- c1;
c1 -- c11;
a -- c2;
a -- c3;
a -- c4;
c4 -- c41;
c4 -- c42;
}

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agentapprenant.png Normal file

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1
agentapprenant.xml Normal file
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15
agentintelligent.dot Normal file
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@ -0,0 +1,15 @@
digraph agentintelligent {
G [label="Agent", shape=oval];
E [label="Environnement", shape=rect];
S [label="Capteurs", shape=parallelogram];
A [label="Effecteurs", shape=parallelogram];
P [label="Mesure de performance", shape=diamond]
P -> G
S -> G;
G -> A;
E -> S [label="Perception"];
A -> E [label="Actions"];
{ rank=same;
E A S
}
}

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agentintelligent.png Normal file

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17
agentrationnel.dot Normal file
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@ -0,0 +1,17 @@
graph agentrationnel {
a [label="Agent Rationnel"];
c1 [label="Perception"];
c2 [label="Action"];
c3 [label="But"];
c31 [label="Mesure de performance"];
c4 [label="Capacités"];
c41 [label="Croyances"];
c42 [label="Connaissances"];
a -- c1;
a -- c2;
a -- c3;
c3 -- c31;
a -- c4;
c4 -- c41;
c4 -- c42;
}

BIN
agentrationnel.png Normal file

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Width:  |  Height:  |  Size: 36 KiB

0
bibliographie.bib Normal file
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113
chapitre1.tex Normal file
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@ -0,0 +1,113 @@
\section{Chapitre 1: Introduction}
\label{sec:ch1}
\subsection{Définition}
\label{sec:ch1definition}
Il y a plusieurs définitions de l'intelligence artificielle. Elles peuvent se classer selon deux dualités:
\paragraph{Dualité d'approche scientifique}
\begin{enumerate}
\item Empirique:
\begin{itemize}
\item Basé sur des hypothèses et des expérimentations.
\item Fidélité aux performances humaines.
\end{itemize}
\item Théorique:
\begin{itemize}
\item Basé sur les mathématiques et l'ingénierie.
\item Conception idéalisée de l'intelligence humaine.
\end{itemize}
\end{enumerate}
\paragraph{Dualité d'approche psychologique}
\begin{enumerate}
\item Pensée et raisonnement
\item Comportement
\end{enumerate}
\paragraph{4 définitions}
À l'intersection de ces deux dualités, on retrouve 4 approches ou définitions (Figure \ref{fig:def-ia})
\begin{figure}[h]
\centering
\begin{tabular}{l|l|l}
&\textbf{Empirique}&\textbf{Théorique}\\
\hline
\textbf{Pensée et raisonnement}&Penser comme des humains&Penser rationnellement\\
\textbf{Comportement}&Agir comme des humains&Agir rationnellement\\
\end{tabular}
\caption[Définitions]{Définitions de l'intelligence artificielle}
\label{fig:def-ia}
\end{figure}
\clearpage
\subsection{Capacités requises}
\label{sec:ch1capacite}
\begin{enumerate}
\item Penser comme des humains
\begin{itemize}
\item Fonctionnement du cerveau: neurosciences cognitives
\item Expériences psychologiques: sciences cognitives
\end{itemize}
\item Agir comme des humains
\begin{itemize}
\item \textbf{Test de Turing}:
\item langage naturel;
\item représentation des connaissances;
\item raisonnement automatique;
\item apprentissage.
\end{itemize}
\item Penser rationnellement
\begin{itemize}
\item Logique formelle
\item Traduction des connaissances et états en équations logiques
\item Défi pour gérer l'incertitude
\end{itemize}
\item Agir rationnellement
\begin{itemize}
\item Faire la bonne chose selon les informations disponibles
\item Accomplissement d'un but
\item N'implique pas nécessairement un raisonnement
\end{itemize}
\end{enumerate}
Dans ce cours, nous allons nous concentrer sur l'approche \textbf{Agir rationnellement}
\clearpage
\subsection{Agent rationnel}
\label{sec:ch1agentrationnel}
\begin{mydef}
\textbf{Agent rationnel}: Pour chaque séquence possible de perception, un agent rationnel devrait choisir une action qui maximise sa mesure de performance, étant donné son historique de perception et ses connaissances inhérentes.
\end{mydef}
Un agent rationnel (Figure \ref{fig:ch1agentrationnel}) explore, apprend et est autonome. Il n'est pas omniscient, clairvoyant et ne réaussit pas toujours. C'est un outil d'analyse de systèmes et non une caractérisation.
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[height=5cm]{agentrationnel.png}
\caption{Agent Rationnel}
\label{fig:ch1agentrationnel}
\end{figure}
\subsection{Histoire de l'intelligence artificielle}
\label{sec:histoireia}
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[height=250px]{prehistoire-ia.png}
\includegraphics[height=275px]{histoire-ia.png}
\caption{Histoire de l'IA}
\label{fig:ch1histoire}
\end{figure}
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "notes_de_cours"
%%% End:

167
chapitre2.tex Normal file
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@ -0,0 +1,167 @@
\section{Chapitre 2: Agents intelligents}
\label{sec:ch2}
\subsection{Définition}
\label{sec:ch2definition}
\begin{mydef}
\textbf{Objet}: Entité passive qui possède un état et sur lequel on peut effectuer des opérations
\end{mydef}
\begin{mydef}
\textbf{Agent intelligent}: Entité autonome qui perçoit son environnement à l'aide de capteurs et agit sur ce dernier à l'aide d'effecteurs. Peut être constitué de plusieurs objets.
\end{mydef}
\begin{mydef}
\textbf{Programmation orientée agents}: met en évidence l'autonomie et les interactions
\end{mydef}
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[height=5cm]{agentintelligent.png}
\caption{Agent intelligent}
\label{fig:ch2agentintelligent}
\end{figure}
\subsection{Mesure de performance}
\label{sec:ch2mesure}
La mesure de performance est externe, fixée par le concepteur et propre à la tâche à accomplir.
Il faut faire attention aux comportements adverses.
\subsection{Environnement de la tâche}
\label{sec:ch2peas}
On définit l'environnment de la tâche à l'aide de l'acronyme PEAS:
\begin{itemize}
\item \textbf{P}erformance measure
\item \textbf{E}nvironment
\item \textbf{A}ctuators
\item \textbf{S}ensors
\end{itemize}
Exemple: Taxi automatisé (Figure \ref{tab:ch2taxiautomatise})
\begin{table}[h]
\centering
\begin{tabular}{|l|l|}
\hline
Type d'agent&Chauffeur de taxi\\
Mesure de performance&sécurité,vitesse,respect de la loi,confort,profits\\
Environnement&Route, circulation, piétons, clients\\
Effecteurs&Volant, accélérateur, freins, clignotants, klaxon\\
Capteurs&Caméra, sonar, accélérometre, odomètre, GPS, capteurs du moteur, clavier\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Exemple d'agent intelligent: taxi automatisé}
\label{tab:ch2taxiautomatise}
\end{table}
\clearpage
\subsection{Propriétés de l'environnement}
\label{sec:ch2propriere}
\begin{figure}[h]
\centering
\includegraphics[width=16.5cm]{environnementpropriete.png}
\caption{Propriétés}
\label{fig:ch2proprieresenv}
\end{figure}
\paragraph{Quelques précisions}
\begin{itemize}
\item Complètement observable: Accès à l'état complet de l'environnement à tout instant
\item Déterministe: déterminé par l'état courant et l'action de l'agent
\item Stratégique: Déterministe et multi-agents
\item Épisodique: Séquence perception-action. Le prochain épisode ne dépend pas des actions effectuées dans les épisodes précédents
\item Semi-dynamique: La valeur de la mesure de performance change avec le temps même si l'environnement ne change pas
\item Dynamique: L'environnement change avec le temps
\end{itemize}
\paragraph{Situation la plus difficile}
\begin{itemize}
\item Partiellement observable
\item Stochastique
\item Séquentielle
\item Dynamique
\item Continue
\item Multiagent
\end{itemize}
\subsubsection{Exemples}
\label{sec:ch2propexemples}
\begin{table}[ht]
\begin{tabular}{|l|l|l|l|l|l|l|}
\hline
\textbf{Environnement} & \textbf{Observable} & \textbf{Déterministe} & \textbf{Épisodique} & \textbf{Statique} & \textbf{Discret} & \textbf{Agents} \\
\hline
{\ul Mots-croisés} & Complètement & Déterministe & Séquentiel & Statique & Discret & Un \\
{\ul Échec avec une horloge} & Complètement & Stratégique & Séquentiel & Semi & Discret & Multi \\
{\ul Poker} & Partiellement & Stratégique & Séquentiel & Statique & Discret & Multi \\
{\ul Backgammon} & Complètement & Stochastique & Séquentiel & Statique & Discret & Multi \\
{\ul Conduire un taxi} & Partiellement & Stochastique & Séquentiel & Dynamique & Continu & Multi \\
{\ul Diagnostique médical} & Partiellement & Stochastique & Séquentiel & Dynamique & Continu & Un \\
{\ul Analyse dimage} & Complètement & Déterministe & Épisodique & Semi & Continu & Un \\
{\ul Robot ramasseur de pièces} & Partiellement & Stochastique & Épisodique & Dynamique & Continu & Un \\
{\ul Contrôleur de raffinerie} & Partiellement & Stochastique & Séquentiel & Dynamique & Continu & Un \\
{\ul Enseignant interactif} & Partiellement & Stochastique & Séquentiel & Dynamique & Discret & Multi \\
\hline
\end{tabular}
\label{tab:exemplesenv}
\end{table}
\clearpage
\subsection{Structure d'un agent}
\label{sec:ch2structure}
\begin{figure}[h!]
\centering
\smartdiagramset{
descriptive items y sep=2.25cm,
description text width=9.75cm,
description title width=2cm,
description title font=\large,
description font=\large,
}
\smartdiagram[descriptive diagram]{
{{Simple réflexe},{Perceptions courantes}},
{{État interne},{Un état peut contenir des perceptions précédentes}},
{{Buts},{Les buts déterminent l'action suivante}},
{{Utilité},{Ajout d'une fonction d'utilité pour chaque état\, utile lorsque les buts sont en conflit ou s'il y a plusieurs buts}},
}
\caption[Structures]{Structures, de la plus simple à la plus complexe}
\label{fig:ch2proprieresenv}
\end{figure}
\paragraph{Structure interne des agents}
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[height=345px]{structure-agents.png}
\caption{Structure interne}
\label{fig:ch2structinterne}
\end{figure}
\subsection{Agent apprenant}
\label{sec:ch2agentapprenant}
Il peut être difficile ou impossible de définir le comportement de l'agent à la conception. L'apprentissage permet de simplifier la conception, d'avoir plus de flexibilité, d'agir dans des environnement inconnus et de devenir meilleur avec le temps.
\begin{figure}[ht]
\centering
\includegraphics[height=278px]{agentapprenant.png}
\caption{Agent apprenant}
\label{fig:ch2agentapprenant}
\end{figure}
Les diférentes composantes de l'agent apprenant sont:
\begin{itemize}
\item Module de performance: Connaissances et procédures pour choisir les actions
\item Critique: Observe l'agent et donne des informations au module d'apprentissage
\item Module d'apprentissage: Modifie le module de performance
\item Générateur de problèmes: Identifie les possibilités d'amélioration et suggère des expérimentations
\end{itemize}

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@ -0,0 +1,60 @@
digraph environnement {
E [label="Environnement"];
P1 [label="Observable"];
P1A [label="Complètement"];
P1B [label="Partiellement"];
P1C [label="Aucunement"];
P2 [label="Aléatoire"];
P2A [label="Déterministe"];
P2B [label="Stochastique"];
P2C [label="Stratégique"];
P2B1 [label="Incertain"];
P3 [label="Chronologie"];
P3A [label="Épisodique"];
P3B [label="Séquentiel"];
P4 [label="Système"];
P4A [label="Dynamique"];
P4B [label="Statique"];
P4C [label="Semi-statique"];
P5 [label="Espace"];
P5A [label="Discret"];
P5B [label="Continu"];
P6 [label="Interaction"];
P6A [label="Un seul agent"];
P6B [label="Multi agents"];
P6B1 [label="Coopératif"];
P6B2 [label="Compétitif"];
P7 [label="Règles de l'environnement (lois)"];
P7A [label="Connues"];
P7B [label="Inconnues"];
E -> P1;
E -> P2;
E -> P3;
E -> P4;
E -> P5;
E -> P6;
E -> P7;
P1 -> P1A;
P1 -> P1B;
P1 -> P1C;
P2 -> P2A -> P2C;
P2 -> P2B;
P2B -> P2B1;
P1B -> P2B1;
P3 -> P3A;
P3 -> P3B;
P4 -> P4A;
P4 -> P4B;
P4 -> P4C;
P5 -> P5A;
P5 -> P5B;
P6 -> P6A;
P6 -> P6B;
P6B -> P6B1 -> P2C;
P6B -> P6B2 -> P2C;
P7 -> P7A;
P7 -> P7B;
edge[style=invis];
P1 -> P2 -> P3 -> P4 -> P5 -> P6;
P1A -> P1B -> P1C;
}

BIN
environnementpropriete.png Normal file

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15
histoire-ia.csv Normal file
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@ -0,0 +1,15 @@
"event";"group";"start";"end"
"Neurones artificiels";"Gestation";1943;1955
"Comp. Machinery";"Gestation";1950;1950
"Dartmouth Conf.";"Naissance";1956;1956
"General Problem Solver";"Espoirs";1959;1969
"LISP";"Espoirs";1958;1962
"Perceptron";"Espoirs";1957;1969
"Micro-mondes";"Espoirs";1967;1970
"Insolubilité";"Dose de réalité";1966;1973
"Sys. base conn.";"Industrialisation";1969;1976
"Sys. experts";"Industrialisation";1980;2020
"Réseaux profonds";"Industrialisation";1986;2020
"Agents intelligents";"Internet et données";1995;2005
"Données massives";"Internet et données";2000;2020
"Apprentissage profond";"Internet et données";2012;2020
1 event group start end
2 Neurones artificiels Gestation 1943 1955
3 Comp. Machinery Gestation 1950 1950
4 Dartmouth Conf. Naissance 1956 1956
5 General Problem Solver Espoirs 1959 1969
6 LISP Espoirs 1958 1962
7 Perceptron Espoirs 1957 1969
8 Micro-mondes Espoirs 1967 1970
9 Insolubilité Dose de réalité 1966 1973
10 Sys. base conn. Industrialisation 1969 1976
11 Sys. experts Industrialisation 1980 2020
12 Réseaux profonds Industrialisation 1986 2020
13 Agents intelligents Internet et données 1995 2005
14 Données massives Internet et données 2000 2020
15 Apprentissage profond Internet et données 2012 2020

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histoire-ia.png Normal file

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After

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27
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dot -Tpng agentrationnel.dot -o agentrationnel.png
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-rm *.out
-rm *.toc
-rm *.pdf

102
notes_de_cours.tex Normal file
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@ -0,0 +1,102 @@
\documentclass[11pt]{article} % Précise le type de document, et la taille de la police de caractère
\usepackage[square,sort,numbers]{natbib}% Pour pouvoir utiliser une bibliographie externe
\usepackage[french]{babel} % Pour préciser la langue du document
\usepackage[utf8]{inputenc} % Précise comment le texte est saisi : cela permet de tapper directement les accents
\usepackage[T1]{fontenc} % Précise la façon dont le document actuel est encodé
\usepackage{setspace}
\usepackage{datetime}
\usepackage[margin=2cm]{geometry} % Précise les marges du document
\title{IFT-7025 - Techniques avancées en intelligence artificielle}% N'affecte pas la page titre, mais défini le nom de votre projet
\author{François Pelletier} % N'affecte pas la page titre, mais défini le nom de l'auteur(e) du projet
%Bibliographie
%----------------------------------------------------------------
\bibliographystyle{plainnat} % Pour changer le style de bibliographie
\addto{\captionsfrench}{\renewcommand{\refname}{Bibliographie}} % Comme le langage défini est le français, "Références" aurait été le titre par défaut pour la bibliographie
\usepackage[nottoc]{tocbibind} % Ajoute la bibliographie dans la table des matières
%----------------------------------------------------------------
%Sections
%----------------------------------------------------------------
%\usepackage{newclude} % Pour pouvoir utiliser l'étoile après \inculde pour éviter les sauts de page. Ce package a des problême de compatibilité avec la package natbib
%\renewcommand\thesection{} % Pour éviter la numérotation des sections
%----------------------------------------------------------------
%Informations destinées à la page de présentation
%----------------------------------------------------------------
\newcommand{\titre}{Notes de cours}
\newcommand{\auteurs}{François Pelletier}
\newcommand{\matricules}{908144032}
\newcommand{\destinataire}{}
\newcommand{\cours}{IFT-7025 - Techniques avancées en intelligence artificielle\\Session Hiver 2019}
%----------------------------------------------------------------
%Autres packages et commandes utiles
%----------------------------------------------------------------
\usepackage{amsmath,amsthm,amssymb,amsfonts,calc} % Pour pouvoir inclure certains symboles et environnements mathématiques
\usepackage[
left = \flqq,%
right = \frqq,%
leftsub = \flqq,%
rightsub = \frqq%
]{dirtytalk}
\newtheorem{definition}{Définition}
\usepackage{array}
\usepackage{mathtools,amssymb}
\usepackage{float}
\usepackage{lscape}
\usepackage{enumerate} % Pour mieux gérer la commande enumerate dans les sections
\usepackage{graphicx} % Pour inclure des images
\usepackage{pstricks}
\usepackage{color} % Pour inclure du texte en couleur
\usepackage{units} % Pour pouvoir tapper les unités correctement
\usepackage{pgf,tikz} % Utilisation du module tikz, qui permet de tracer des belles images
\usepackage{tkz-graph}
\usepackage{smartdiagram}
\usetikzlibrary{shapes.geometric,arrows} % Quand on exporte une image GeoGebra, on a besoin de préciser cela
\usepackage[upright]{fourier}
\usepackage{hyperref} % Pour include des liens dans le document
\usepackage{amsthm}
\newtheorem{mydef}{Definition}
\usepackage[linesnumbered,vlined,boxruled,algosection,french,frenchkw]{algorithm2e}
\newcommand{\N}{\mathbb{N}} % Commande personnelle, plus rapide pour tapper les ensembles
\newcommand{\Z}{\mathbb{Z}} % Commande personnelle, plus rapide pour tapper les ensembles
\newcommand{\R}{\mathbb{R}} % Commande personnelle, plus rapide pour tapper les ensembles
\DeclareMathOperator*{\argmax}{arg\,max}
\DeclareMathOperator*{\argmin}{arg\,min}
\DeclarePairedDelimiter\ceil{\lceil}{\rceil}
\DeclarePairedDelimiter\floor{\lfloor}{\rfloor}
\usepackage{cprotect} % Pour pouvoir personaliser la légende des figures
\usepackage[normalem]{ulem}
\useunder{\uline}{\ul}{}
%----------------------------------------------------------------
%graph-colors------------------
\SetVertexNormal[Shape = circle,
FillColor = orange,
LineWidth = 2pt]
\SetUpEdge[lw = 1.5pt,
color = black,
labelcolor = white,
labeltext = blue,
labelstyle = {sloped,draw,text=blue}]
%------------------------------
\begin{document}
\input{pagetitre} % Inclut le code contenu dans un fichier comme s'il était entré ici
\tableofcontents
\listoffigures
% Le package newclude mis en commentaire permet d'introduire une * pour éviter le saut de page entre les section
\include{chapitre1}
\include{chapitre2}
% Ajouter les autres chapitres au besoin
\bibliography{bibliographie}
\end{document}
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: t
%%% End:

18
pagetitre.tex Executable file
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@ -0,0 +1,18 @@
\thispagestyle{empty} % Pour éviter d'avoir un en-tête et un pied de page sur la page couverture
\includegraphics[width=5cm]{logo.png} % Pour inclure le logo (on précise la largeur de l'image)
\vspace{4cm} % Espacement vertical
\begin{center} % On centre le texte
{\huge \bf \titre}\\ % \huge fait que le texte est gros, \bf fait que le texte est gras
\vspace{4cm}
\large Dans le cadre du cours \destinataire \\ \cours\\
\vspace{4cm}
Réalisé par \\ \auteurs ;\\ \matricules
\vfill % On va jusqu'au bas de la page avant de mettre le texte ci-dessous
Dernière version produite le~\today~à~\currenttime
\pagebreak
\end{center}
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "notes_de_cours"
%%% End:

15
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readr::read_delim("histoire-ia.csv",delim=";") %>%
mutate(start=ISOdate(start,1,1),end=ISOdate(end,12,31)) %>%
vistime()
rstudioapi::savePlotAsImage(file = "histoire-ia.png",format = "png",width = 950, height = 550)

7
prehistoire-ia.csv Normal file
View file

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2 Économie Préhistoire 1776 2020
3 Neurosciences Préhistoire 1861 2020
4 Psychologie Préhistoire 1879 2020
5 Ingénierie informatique Préhistoire 1940 2020
6 Cybernétique Préhistoire 1948 2020
7 Linguistique Préhistoire 1957 2020

BIN
prehistoire-ia.png Normal file

Binary file not shown.

After

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BIN
structure-agents.png Normal file

Binary file not shown.

After

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1
structure-agents.xml Normal file
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