1I- Introduction
☞ I- Introduction
Un des buts de l’IA :
➞ Reproduire les activités de raisonnement des humains
Étude des raisonnements dans les SBC ≡ thème de recherche majeur Il faut
1. Représentation adéquate des connaissances (C.)
2. Mécanismes d’exploitation de ces C. (m. de raisonnement)
Avant ➞ ➚ d’études sur les C.
" The power of A. I. resides in the knowledge" de Feigenbaum Actuellement ➞ les S. E. de 2ème génération nécessite des
modèles de R. (variés et complexes)
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2I- Introduction
✎Remarque
Le cours repose sur l’hypothèse de l’I. A. symbolique (c.à.d. les SBC) connue sous le nom "Knowledge representation hypothesis" Smith ➞ qui postule que l’I ≡ suite d’opérations sur des structures symboliques Hypothèse critiquée (dreyfus 79) ∄ d’alternatives solides à cette approche (R.N. fondés sur le cortex) Prouver la capacité
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3I- Introduction
1. Historique
1. Historique
R≡Idée ancienne 1er R. rigoureux : le syllogisme Aristote Pascal et Leibniz ➞ R. symbolique Invention de la logique (étape majeure) Fin du 19ème siècle
Le R. dans les SBC est multiforme
Qualificatif du mot R. 6= :
Nature du R. (R hypothétique, analogique,...)
Nature des Cs sur quoi on fait le R.
( R. approximatif, R. qualitatif, R. temporel, ...)
Concept d’hypothèse important
➞ Inspiré des raisonnements humains (hypothétic - déductif)
Intelligence Artificielle (SBC)
4I- Introduction
2. Définitions
2. Définitions
Déf1 : Un R. ≡ un enchaînement d’énoncés conduits en fonction d’un
but Déf2 : But ≡
Déf3 : Énoncés ≡
démontrer - convaincre - interpréter élucider - justifier décider - . . . expliquer
énoncés verbaux, infos sensorielles, images mentales, souvenirs, hypothèses, expériences, . . .
Intelligence Artificielle (SBC)
5I- Introduction
2. Définitions
Déf4 : Enchaînement ≡ non linéaire et contient des retours en arrières (back tracks)
R en SBC ≡ un enchaînement de découvertes de connaisances s’appuyant sur les infos connues menant au but
Intelligence Artificielle (SBC)
6I- Introduction
3. Typologie
3. Typologie
Les grands types de raisonnement :
➤ raisonnement formel : (rôle de la logique) ➤ raisonnement procédural : (figé mais efficace) ➤ raisonnement par analogie : (très courant chez l’homme) ➤ raisonnement par généralisation et abstraction : (lié à l’apprentissage
et à la classification)
Intelligence Artificielle (SBC)
7I- Introduction
4. Conduite d’un raisonnement
4. Conduite d’un raisonnement (contrôle)
➤ sorte de méta-raisonnement
➤ démarche
ascendante (guidée par des données)
(cid:26)
descendante (guidée par un modèle)
➤ Stratégie / Tactique / Opérations / Faits
Intelligence Artificielle (SBC)
8I- Introduction
5. Raisonnement
5. Raisonnement
Découvertes de nouvelles connaissances à partir d’une base de
connaissances existantes
Enchaînement des opérations sur des structures symboliques
Rôle central de la logique mais insuffisance de la logique
mathématique
raisonnement rigoureux vs raisonnement non rigoureux
Intelligence Artificielle (SBC)
9I- Introduction
5. Raisonnement
Diversité des formes de raisonnement :
➤ Approximatif ➤ Hypothétique ➤ Temporel et temps réel ➤ Qualitatif ➤ Analogique
Raisonnement distribué, Multi-raisonnement : objets, "Blackboard"
Intelligence Artificielle (SBC)
10I- Introduction
6. Aspects du raisonnement
6. Quelques aspects du raisonnement
Logique et raisonnement
Approximation et raisonnement
Temps et raisonnement
Révision d’un raisonnement ; hypothèses
Analogie et raisonnement
Connaissance et raisonnement
Intelligence Artificielle (SBC)
11I- Introduction
7. Gestion d’hypothèses
7. Gestion d’hypothèses
Représentation incomplète d’un problème
➤ Valeurs imprécises ➞ raisonnement approximatif ➤ Informations incomplètes ➞ exploration des diverses possibilités
Raisonnement non monotone (remises en causes d’inférences si des
faits contradictoires deviennent connus) ➤ raisonnement par défaut choix le plus plausible
Circonscription (Mc Carthy 1980)
formalisation de l’hypothèse du monde fermé
les seuls objets satisfaisant une propriété sont ceux pour qui on peut le prouver
➤ raisonnement hypothétique : exploration des diverses hypothèses Intelligence Artificielle (SBC)
12I- Introduction
7. Gestion d’hypothèses
les unes après les autres (avec retours en arrières) cf TMS (Doyle)
en parallèle, sans retours en arrières cf ATMS (De Kleer)
Intelligence Artificielle (SBC)
13Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
☞ II- Représentation des connaissances et raisonnement
I Introduction
— L’homme a :
Pb.
Xdes connaissances C Xune représentation de ces C
pour résoudre un
(cid:27)
— La qualité d’un système intelligent est celle de sa B.C. — Dans un S.I.on a 3 composantes :
— Une B.C. — Une partie pour faire les inférences (raisonnement)appelée
moteur d’inférence ou interpréteur : (I)
— Une structure de contrôle pour orienter le raisonnement : (C)
SI = BC + I + C
Intelligence Artificielle (SBC)
14Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
❶ Les types de connaissances
On entend par C. toutes les formes de savoir de l’homme :
a- des faits : des définitions, des énoncés (la terre est ronde)
b- des évennements : aspect temporel (X a rencontré Y en 1977)
c- des inférences : Si il tousse il va prendre froid
d- des règles de savoir faire : comment faire une action (pour
sortir du parking il faut ...)
e- métaconnaissances : " C sur les C "
C’est la confiance qu’on donne à la C et comment l’utiliser
Intelligence Artificielle (SBC)
15Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
❷ Qualificatifs de la C
a- Complète/Incomplète
b- Cohérente/Incohérente
c- Incertaine (imprécise)
d- Générale/Spécifique
e- Profonde/de surface
utilisée dans les syst de 2ème génération
utilisée dans les syst de 1ère génération
Intelligence Artificielle (SBC)
16Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
❸ Nature de la C
a- C. de définition : Un carré a 4 cotés égaux b- C. évolutives : Ali est un élève en 7ème année
(ça va changer dans le futur)
c- C. incertaines : X est né en 765 après J.C. (on n’est pas sûr)
d- C. vagues : Les jeunes élèves
sont turbulents
très vague {z imprécise
}
|
? vague {z
}
|
e- typique : En général les oiseaux volent Habituellement chaque ma- tière dure 1 heure C’est connu (chose typique)
f- C. ambigues Avant le conseil de classe le professeur savait que 3
élèves redoublerons
En fonction de la nature des connaissances on va avoir plusieurs Intelligence Artificielle (SBC)
17Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
raisonnements : — raisonnement temporel (avec le temps) — raisonnement profond (avec C. profondes) — raisonnement hypothétique (avec des hypothèses) — ...
Intelligence Artificielle (SBC)
18Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
Remarques
a- Le Pb de la représentation des C est de les transcrire sous une forme symbolique qui puisse être exploitée par un système de raisonnement
b- Un mode de représentation associe 2 aspects :
— une structure de données pour représenter l’info — la méthode d’exploitation de cette info (raisonnement)
le raisonnement permet de découvrir de nouvelles infos et C. sur le PB. traité (6= entre BC et BD)
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19Représentation des connaissances et raisonnement
Introduction
c- Dualité : C. déclarative / C. procédurale
Rep. descriptive de la C. (quoi ?) /
Rep. d’un savoir (comment faire)
maintenant : représentation mixte
un formalisme 7−→ un savoir et les mécanismes de son utilisation
d- Dans la suite nous allons voir les formalismes de représentation
Intelligence Artificielle (SBC)
20Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
II. Représentations logiques
— Issues du domaine de la logique formelle — Ces rerésentations remontent aux 1er de l’IA (logic theorist Newel, Shannon, Simon 1956)
— Représentation déclarative qui concerne :
— logique des propositions — logique des prédicats de 1er ordre — d’autres logiques non standards
Intelligence Artificielle (SBC)
21Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
❶ Logique des propositions
a- Les formules logiques cohérentes :
— Une proposition
V F
— Exp : TOTO vole 7−→
vole(TOTO) z { }| argument prédicat
TOTO est un oiseau 7−→ Oiseau (TOTO)
Une proposition vraie
Intelligence Artificielle (SBC)
22Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
— Un prédicat peut avoir plusieurs arguments
Robe (Morgon, rouge) 7−→ le Morgon a une robe rouge
négation : ¬
—
connecteurs logiques :
ET ∧ OU ∨ implication logique =⇒ équivalence ⇐⇒ pour former des formules bien formées (f.b.f) — Une f.b.f peut représenter une C. V ou F
Intelligence Artificielle (SBC)
23Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
b-Insuffisance
— Si on veut déduire des propositions pour des ensembles
d’éléments 7−→ Pb ?
— Exp
1. Exprimer que tous les oiseaux volent :
vole(oiseau 1), vole(oiseau 2),..., vole(oiseau N)
2. Certains oiseaux ne volent pas ?
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24Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
❷ Logique des prédicats du 1er ordre
Déf
— La logique des prédicats du 1er ordre est la logique des
propositions à laquelle on rajoute : — L’introduction des variables (u, v, ..., z) — Le qualificateur universel (∀) — Le qualificateur existentiel (∃)
1. ∀x oiseau (x) ⇒ vole (x) 2. ∃ x oiseau (x) ∧ ¬ vole (x)
Intelligence Artificielle (SBC)
25Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
Remarques
— Les f.b.f de la logique des prédicats (pour une interprétation donnée)
V F
— 1er ordre car les variables sont quantifiées mais pas les prédicats
ni les fonctions
Exp
— Tout curé a un vélo
∀x ∃y [curé (x)⇒ vélo (y) ∧possède (x, y)]
— Tout chien est un animal
∀x[chien (x) ⇒ animal (x)]
Intelligence Artificielle (SBC)
26Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
Raisonnement en logique des prédicats
— Raisonner en logique −→ démontrer de nouvelles formules à
partir d’un ensemble de formules existantes
— Règles :
a)- Règle du modus ponens :
P ⇒ Q et P alors Q
b)- Règle du modus tollens P ⇒ Q et ¬Q alors ¬P c)- Unification et filtrage :
[Français(y)−→ région(y, Europe)] et [ Français(Jean)]
modus ponens
région(Jean, Europe)
avec substitution de la cte Jean à la variable y d)- Spécialisation universelle : ∀x P (x) alorsP (a)
— La résolution
— Utilise des règles d’inférences
Intelligence Artificielle (SBC)
27Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
— Une règle permet de déduire une clause nouvelle à partir de 2
clauses parents
— Une clause ≡ formule atomique V f.a V f.a — Tout f.b.f peut être transformée en un ensemble de clauses
(algorithme de Skolem) — Méthode −→ clause1
Cp
clause 2 C¬p
— Exp : A1 ∨ A2 · · · ∨ An
clause 3
(1) {z
|
}
¬A1 ∨ F1 ∨ · · · Fp (2) {z
|
}
A2 ∨ · · · An ∨ F1 ∨ · · · Fp (3) — Résolution par réfutation (ou les systèmes de déduction
logique par refutation) — Prouver qu’une formule logique X est une conséquence logique
d’un ensemble de formules logiques FL (FL|=X) ⇓
Intelligence Artificielle (SBC)
28Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
— On considère que ¬X est vraie — On rajoute ¬X à FL FL∪(¬X)=C — On déroule le mécanisme de résolution sur C
Intelligence Artificielle (SBC)
29Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
— On démontre que le système conduit à une aberration (P et
¬P)
P
¬ P
Nil (cid:3) =⇒ On a prouvé que C est contradictoire donc que X est une conséquence logique de FL FL ∧ ¬X
P
¬ P
Nil (cid:3)
absurde donc X est vrai ⇒ FL |=X
Intelligence Artificielle (SBC)
30Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
Inconvenients
Prédicat
V F
⇒
(cid:26)
- ne permet pas d’exprimer des choses nuancées - ne peut pas décider avec des infos manquantes
Contrairement à l’homme (qui fait du raisonnement par
défaut)
Intelligence Artificielle (SBC)
31Représentation des connaissances et raisonnement
Représentations logiques
Autres logiques
a- Logiques multivaluées
b- Logiques modales
c- Logiques non monotones
d- Logique temporelle
e- Logique floue
f- Logique 3 valeurs ...
Intelligence Artificielle (SBC)
32Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
III. Réseaux sémantiques
Définition
Un R. S. est un graphe étiqueté où les nœuds re- présentent des concepts et les arcs des relations de nature sémantique entre ces concepts
nœuds = concepts ou objets (ou instances) arcs = des liens liés au sens : lien s → sorte de (kind of) lien e → est un (is a)
Intelligence Artificielle (SBC)
33Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Exp
Jacquot possède un nid :
Jacquot
e
s
Perroquet
Oiseau
possède Nid1
e
Nid
un Nid1 ∈ au C. G. Nid
concepts génériques
relation de particulier → général (hérite des choses de ce dernier)
- héritage -
Intelligence Artificielle (SBC)
34Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
−→ Pb
possède est une instance (6= posséder cahier) ⇓
Intelligence Artificielle (SBC)
35Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Remarque Si on veut calquer un S.I. on aurait : BC + I + C
les réseaux sémantiques
- mise en correspondance structurelle | {z } (pattern matching) - héritage de propriétés
Intelligence Artificielle (SBC)
36Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Raisonnement Définition
Raisonner revient à tenter de calculer un R. S. représentant le Pb sur un R. S. de connaissances par une mise en correspondance structurelle
Exp ❶ : Q : Que possède Jacquot ?
— On construit un R. S. correspondant à la question — on le met en correspondance avec le R. S. qu’on a
correspon-
en
mise dance ↓ réponse immédiate c’est Nid
Jacquot sujet
poss1
objet ?
e
possède
Intelligence Artificielle (SBC)
37Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
EXP PROLOG :(PROgrammation LOGique)
possede (yolande, automobile) pere-de (yolande, jean) pere-de famille (jean) coquin (fils-de (andré)
On tape ? pere-de (yolande, jean) (unification) et l’interpreteur répond ? chien (maxo) non
yes
une Question ? possede (Qui , automobile)
les variables avec majuscule
réponse : Qui = yolande Q : ? coquin (fils de (x)) R : x=andré
Intelligence Artificielle (SBC)
38Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Règle : dinosaure (x) ⊢ poids (x, y)
y > 4000.000 animal-terrestre (x)
Programme grand-pere (x, z) ⊢ pere-de (x, y), pere-de (y, z) pere-de (x, pere(x)) ⊢
fait x a toujours un père qui est le terme pere(x)
Q : ? grand-pere (jean, T) qu’elle est la grand-père de Jean ? La réponse est : T = pere (pere (jean))
Intelligence Artificielle (SBC)
39Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Démonstration :
pere-de (Jean, y) pere-de (y, T)
à partir de la règle 1
pere-de (Jean, pere (Jean)
on applique
le fait
donne y = pere (Jean)
pere-de (pere (Jean), T)
on applique le fait
pere-de (pere (Jean), pere(pere(Jean))) }
donc T = pere (per (Jean))
Remarques : — Les logiques non classiques
« cet ordinateur est peut être intelligent » « l’O sera un jour I »
— Logique modale
Intelligence Artificielle (SBC)
40Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Introduit 2 opérateurs : — l’opérateur de nécessité (« il est nécessairement vrai que ... ») — l’opérateur de possibilité (« il est possible que ... »)
avec la logique et ces opérateurs nous pouvons définir :
« il est nécessairement vrai que l’ordinateur est branché et il est
possible qu’il soit intelligent »
Dans la même lignée il y a le Sys de logiques temporelles qui permet d’exprimer des événements avec des conditions temporelles à la valeur de réalité d’une proposition
Intelligence Artificielle (SBC)
41Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Les R.S trop liés à la compréhension du langage naturel issus de travail en psychologie [Quillian 1968]
Ali rend visite à son père
Ali
rend visite
Père de Ali
ne donne pas la relation entre Ali et le père d’Ali : il manque son
Intelligence Artificielle (SBC)
42Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
EXP 2
e
personne1
rend visite
nom
Ali
personne
e
père de
e
personne2
personne3
nom
nom
Mohamed
Ali rend visite au père de Mohamed
Intelligence Artificielle (SBC)
43Représentation des connaissances et raisonnement
Publicité
Réseaux sémantiques
Donc 1)
P1
nom
Ali
e
personne
e
rend visite
père de
P2
nom
...
Intelligence Artificielle (SBC)
44Représentation des connaissances et raisonnement
Réseaux sémantiques
Les dates de validité
Fares loue une maison de Janvier à Août
nom
Fares
Personne
e
P 1
locataire
Maison
e
e
L 1
chose louée
Maison 1
située
à
louer
date
début
Janvier
date
fin
Août
e
e
Date
Intelligence Artificielle (SBC)
45b b b 46Une règle de production est une C. de la forme :
SI condition ALORS conclusion (Coef )
Une BC dans ce formalisme est appelée : BASE DE RÈGLES (BR)
- Déclenchement de procédures - Hypothèse – action …
Un SI = BC + I + C
Choix des règles
Moteur d’inférence
47BC ou BR
M.I.
Un Sys à règles de production
B. de FAITS
BC : Contient des règles de
production (M. à long terme du Sys)
MI : mécanisme algo
(manipule la BC dans une situation de consultation)
• BF: -M. à court terme - C les infos connues sur le Pb - au début elle C les données préliminaires sur le Pb -elle s’enrichit ensuite par application des règles de la BC
48 Le MI fonctionne suivant 2 mécanismes de base :
Le chaînage AVANT Le chaînage ARRIÈRE Le chaînage MIXTE
Peuvent être combinés
C’est un raisonnement guidé par les données Il envisage les règles dans le sens Condition Conclusion
(G D)
À une étape le MI parcourt un cycle de 3 phases :
491. Recherche des règles applicables
partie condition est vérifiée à partir de la BF
2. Sélection d’une règle parmi les candidates
résolution de conflits
3. Application de la règle sélectionnée
les éléments de la conclusion vont enrichir la BF
Le cycle va reprendre jusqu’aucune règle n’est plus
applicable saturation de la BF (Échec) Ou on a réussi à prouver le but (Succès)
50 Raisonnement guidé par un but Utilise les règles dans le sens Conclusion Condition
(D G)
Le MI fonctionne à partir d’un but initial à prouver
(rangé dans une pile)
Utilise un cycle de 3 phases :
1. Détection des règles qui concluent sur le but courant
( sommet de pile) 2. Sélection d’une règle 3. Application de cette règle
la partie condition de la règle devient un nouveau but à atteindre
51 Si cette condition est déjà dans la BF le travail est
fait
Sinon, elle est empilée dans la pile des buts
Le cycle reprend (en traitant le sommet courant de la pile)
Jusqu’à ce que :
La pile soit vide le but est atteint (Succès) Aucune règle n’est plus envisageable (Échec)
52 L’homme met en jeu une démarche dirigée par les
données (tirer des conclusions à partir d’infos)
Et d’une démarche dirigée par les buts (tenter de prouver
une idée) ceci se traduit par un chaînage mixte (combine les 2)
Remarques :
1. Lors de la recherche des R à appliquer dans un chaînage avant le MI utilise le filtrage dans le cas où les règles contiennent des variables MI d’ordre 1 (comme la logique)
2. Lorqu’à une variable on ne peut substituer qu’une
constante (non une autre variable) MI d’ordre O+ 3. Si la R admise ne renferme pas de variables on parle de MI d’ordre O (une R sera tuée dès qu’elle est appliquée)
53 Exp de règles de production
« Rappeler soi-même au téléphone tout demandeur important dans les 24 heures »
SI appel téléphonique de X et X important ALORS dégager une période dans les prochaines 24 heures ET inscrire « téléphoner à X »
54 La résolution de Pb se fait par inférences déductives
(c’est une déduction par Modus Ponens)
Exp : BF
F1 : père (Jacques, Charles) F2 : frère (Charles, François) F3 : frère(Jacques, Pierre)
BC
R1 : père (x, y) frère (y, z) père (x, z) R2 : père (x, y) frère (x, z) oncle (z, y)
BUT
oncle (x, François) « trouver l’oncle de François »
551.
2.
Inférence en chaînage avant R1 : (F1, F2) père (Jacques, François) = F4 R2 : (F1, F3) oncle (Pierre, Charles) = F5 R2 : (F4, F3) oncle (Pierre, François) But efficacité limiter les inférences inutiles (exp : F5) il faut aussi que l’inférence ne boucle pas R3 : frère (x, y) frère (y, x) frère (François, Charles) frère (Charles , François) (donc il faut détecter les cycles) Inférence en chaînage arrière R2 : But
SB1 = père (y, François) SB2 = frère (y, x)
56 R1: SB1
SB2 = frère(y, x) SB3 = frère (w, François) SB4 = père (y, w)
Peuvent être satisfaits par la BF
SB2
y = Charles x = François y = Jacques
x = Pierre
SB3
w = Charles
SB4
y = Jacques w = Charles
57 2 possibilités :
(y = Charles, x = François) (w = Charles) y = Jacques,
w = Charles) (y= Jaqcues, x= Pierre) (w = Charles) (y = Jacques, w = Charles)
x = Pierre
résultat
Le chaînage arrière est plus efficace pour des Pbs bien
ciblés | la planification ou le diagnostic
Le chaînage avant est plus adapté aux Pbs d’interprétation
des données
58 Il existe des systèmes qui admettent la présence de variables dans
les règles
À la place d’écrire :
Si et alors
sensibilité = 100 éclairage = soleil vitesse = 127
Si
sensibilité = 200
et éclairage = soleil alors vitesse = 270
Condenser ces règles : Si et et alors
sensibilité = SENS éclairage = ECLAI calcul (SENS, ECLAI)=VITESSE vitesse = VITESSE
avec un tableau :
calcul ( 100, soleil) = 127 calcul ( 200, soleil) = 270
59 Élargir le formalisme des R de Pb pour prendre en compte
l’incertitude de certains faits
Technique des coefficients de vraisemblance (E. H.
SHORTLIFFE) dans MYCIM
a
Un fait a un coefficient de vraisemblance (c.v.) noté « cf » :
- 1 : fait faux +1 : fait vrai [-0,2 , +0,2] : fait indéterminé (ni Faux ni Vrai)
Exp : Fièvre (Patient) = oui (cf = 0,7)
« il est pratiquement certain que le patient a de la
fièvre »
60 L’incertitude peut affecter la relation entre prémisses et
conclusion « si le patient a de la fièvre, il est à peu près certain qu’il a la méningite »
Si fièvre (P) = oui
Alors maladie (P) = méningite (cf 0,6)
Règle de calcul ? (pour propager l’incertitude dans
l’inférence)
Exp : de MYCIN (3 règles) :
61 R1 : Si plusieurs règles concluent sur un même fait avec des coef
différents
Exp :
Si
Si
P1
P2
alors
alors
F
F
0,6
0,5
FONCTION DE COMBINAISON (calcule le coef résultant) :
1 – 0,6 = 0,4
0,4 * 0,5 = 0,2
Coef de certirude
0
1 – 0, 2 = 0,8
0,5
1
1ère règle 0,6
Coef résultant = 0,8
(2ème règle) 0,5
0
0,5
1
62 R2 :
* Si P1 (cf 1) P2 (cf 2) Alors …
Prendre le max des 2 coef
* * Si P1 (cf 1) P2 (cf 2) Alors …
Prendre le min des 2 coef R3 : Si la conclusion comporte un coef et que les Faits
qui satisfont les premisses ont aussi des coef
Exp : Si fièvre(P) = oui
ou maux-de-tête (P) = oui Alors maladie(P) = méningite (cf 0,8)
et dans la BF nous avons :
fièvre (P) = oui (cf = 0,6) maux-de-tête (P) = oui (cf 0,4)
0,6 * 0,8 = 0,48 0,4 * 0,8 = 0,32 résultat : maladie (P) = méningite (cf 0,48)
Nous prenons le Max
6364La nécessité d’organiser de façon structurée des Cs. disponibles Dans la littérature sont apparus des formalismes de SCHEMAS ou PROTOTYPES : FRAMES (pour la vision) SCENARIOS (pour le traitement du langage) (scripts) Récemment, ces formalismes ont été intégrés dans les L. O. O
65DEF : Un FRAME regroupe de façon structurée
l’ensemble des Cs. :
- d’un objet physique - d’un concept - d’une situation typique
66EXP : Le concept boisson gazeuse
FRAME B. GAZEUSE :
FACETTES
Sorte-de : Application : app (valeurs possibles : COCA, BOGA, FANTA)
boisson
ATTRIBUTS
(défaut : COCA) (si-besoin : demande appellation)
PROCEDURE
Couleur :
coul (valeur-possible : Noir, Blanc, Oranger)
Publicité
rangement : caisse (intervalle : 20 à 25)
(défaut : noir)
(défaut : 20)
... : …
67Au cours du raisonnement vont apparaître des instances de ce concept
EXP :
Instance
appellation : coca couleur : noir rangement : 25
DEF 2 : Un scénario a le même principe mais il est relatif à des séquences typiques d’événements (non plus à une description statique d’objets)
68EXP :
Script Manger-au-Restaurant
Éléments :
(Restaurant, Argent, Nourriture, Menu, Tables, Chaises)
Rôles :
(Personnes-affamées, Serveurs, Chefs) Point-de-vue : (Personnes-affamées) Moment : restaurant) Lieu :
(Emplacement du restaurant)
(Heures-d’ouverture du
69Scénario :
D’abord : Script « Entrer-au-Restaurant » Puis : Puis : Puis :
Script « Attirer-l’attention_du_Maître_d’hôtel » Script « Prendre-place-à-table » Script « Manger » sauf si (longue-attente) alors script (« Sortie-en-colère »
Puis :
si (qualité-nourriture > convenable) alors
script (« Féliciter-le-chef »
Puis : Enfin :
Script « Payer-l’addition » Script « Quitter-Restaurant »
Remarque : Exemples plus professionnels
• dépanner un matériel, négocier un contrat, conduire une réunion • Présenter un dossier …
70Exp :
Frame ou objet (information déductive)
OBJET : VEHICULE
O : Produit O : Produit industriel
O : Automobile
Type : Sous classe Milieu : Terre Marque : Renault / Fiat / … Couleur : une couleur Propriétaire : Perso.
O : R25
Type : sous-classe Marque : Renault Puissance : 9 cv
classe Terre / Air / Eau un nb un objet un nb
Type : Milieu : Masse : Vitesse : Puissance : un nb METH-Calc-Puiss Age :
un nb
Procédure (information procédurale)
Un objet
Hérite de véhicule ou de produit Ind. Héritage multiple
O : Camion
Type :
O : MA R25
Type : Instance Couleur : Gris Propriétaire : Ali Age : 7 ans
O : OM
Type :
71Nous allons faire le Frame Table qui décrit une catégorie qui est sous-
ensemble de meuble et faire le Frame « Table-de-Charles » qui est une instance de la catégorie « Table »
Frame Table Frame Table Sorte-de : Nombre-de-pieds : doit être entier
Meuble
Forme : Nbre-de- rallonges : doit être 0, 1 ou 2
par défaut 4 doit être carré, rectangulaire, ovale
72• La représentation des connaissance ou objets structurés est issue de travaux différents où il y a eu des applications variées : Schémas, frames, scripts, prototypes, objets, …
73Idée : L’homme devant une situation nouvelle : Idée : Idée : Idée : L’homme devant une situation nouvelle :
Il choisit dans son esprit une structure substantielle appelée FRAME. C’est un cadre de travail qui doit être adapté pour coller à la
réalité (en modifiant les détails nécessaires).
Le processus d’adaptation l’appariement : Le processus d’adaptation
Choix d’un frame (en utilisant des heuristiques et des prévisions) Rechercher une correspondance entre la réalité et le FRAME choisi Si la correspondance n’est pas possible nouveau FRAME
Représentation : - Typicalité Représentation :
- Valeur par défaut - Exceptions - Propriétés incomplètes - Hiérarchie dynamique
74Inférence : FILTRAGE (héritage, appariement) Inférence :
CLASSIFICATION (intégrer un Frame dans la hiérarchie)
Exemples : Exemples : • FRL : Frame Rep-Lang (GOLDSTEIN, 1977) • KRL : Knowledge Rep-Lang (WINOGRAD, 1977)
Forme : Forme : Forme : Forme :
(Frame (Frame
(attribut 1
(facette 1.1 (facette 1.2 ● ● ●)
valeur 1.1) valeur 1.2)
(attribut 2
(facette 2.1 (facette 2.2 ● ● ●)
valeur 2.1) valeur 2.2)
● ● ●)
75Exemple Exemple Exemple Exemple :: ::
((ATOME (
Sorte-de
(valeur
OBJET)) OBJET))
(valence
(Un (Intervalle
entier) [1 7]))
(liaison
(liste-de
(Charges (Charges
Liaison)) Liaison))
(un (défault
entier) 0)
(atomesliés (
(liste-de (si-ajout (si-enlève
ATOME) - saturation) - saturation))
(saturation (saturation (un
(si-besoin
entier) calcul-satura))) )
76Remarque : Remarque : Les facettes dépendent du langage (Déclaratives, Procédurales
Facettes déclaratives Facettes déclaratives
Utilisées pour caractériser un attribut dans son env. sémantique statique Facettes de typage 1.1. Facettes de typage caractérisation des valeurs admissibles par un l’attribut • Un autorise une valeur élémentaire
•
Liste-de autorise plusieurs valeurs en même temps
• Domaine ensemble des valeurs possibles
Intervalle ensemble des valeurs ordonnées
• Facettes de valeur 2.2. Facettes de valeur déterminent les valeurs attribuées • Valeur la valeur courante • Défault la valeur par défaut (valeur héritée)
77Facettes procédurales Facettes procédurales
• Elles incluent des procédures se déclenchant
(lors des accès aux attributs associés)
• Elles sont des réactions aux accès
d’où le nom : réflexes ou démons
1.1. Réflexes
Réflexes a priori a priori :: ensembles de procédures préalables à un accès à un attribut Si-besoin déclenchement d’une procédure activée par un • accès de lecture d’une valeur d’un attribut (si celle-ci n’est pas déjà attribuée) exp : voir calcul-saturation Si-possible déclenchement d’une procédure activée par un accès d’écriture pour vérifier la validité d’une valeur avant son attribution
•
781.1. Réflexes
a posteriori :: Réflexes a posteriori ensemble de procédures postérieures à un accès à l’attribut •
Si-ajout introduit une procédure activée après une modification de la valeur de l’attribut exp : -saturation Si-enlève introduit une procédure activée après une suppression de valeur de l’attribut
•
Accès aux attributs Accès aux attributs
Les FRAMES n’ont pas de comportement propre manipulés par des primitives (permettant de travailler sur les attributs) Ces primitives d’accès intègrent les facettes de l’attribut et la hiérarchie d’héritage
793 types :
1. LIRE : (Lire Frame Attribut)
•
•
lecture de la valeur d’un attribut La lecture repose sur l’utilisation de la hiérarchie et les facettes (valeur, défaut et si-besoin) La façon de consulter ces facettes permet des stratégies de parcours différentes a. Lecture en I : chercher une valeur en remontant dans la
hiérarchie (et ce pour l’une des 3 facettes [- en général la facette valeur-]
b. Lecture en N : réaliser une lecture en I sur chacune des 3
facettes suivant l’ordre : Valeur, si-besoin, Défaut
c. Lecture en Z : consulter dans l’ordre les facettes valeur, Si-besoin, Défaut avant de remonter la hiérarchie et recommencer
802. ECRIRE, AJOUTER
affecter une valeur à un attribut (ECRIRE Frame Attribut Valeur)
attribution d’une valeur à un attribut par substitution de l’ancienne
(AJOUTER Frame Attribut Valeur)
attribution d’une valeur à un attribut dont la valeur est de type Liste Ces deux opérations se déroulent en 3 temps : A. Vérification a priori :
a. nouvelle valeur différente de l’ancienne b. Si oui elle doit satisfaire :
o Les contraintes de type (facette Domaine) de tous les frames de la hiérarchie (général ou particulier) o Les réflexes si possible sont activés (s’ils existent)
B. Ecriture
• la valeur est mise en place dans la facette valeur de
l’attribut si elle existe
• sinon la facette est crée avec la valeur
81C. Réflexes a posteriori :
les réflexes Si-ajout sont déclenchés dans le même ordre que les vérifications a priori (la valeur écrite ne doit pas être mise en cause)
3. DETRUIRE, ENLEVER
supprimer une valeur de l’attribut (DETRUIRE Frame Attribut)
supprimer la valeur de l’attribut (ENLEVER Frame Attribut Valeur)
supprimer la valeur indiquée de la liste des valeurs de l’attribut o Si la valeur n’existe pas au niveau de l’attribut la
procédure rend la main
o Sinon la facette est détruite (dans le cas de la procédure DETRUIRE) ou la valeur est enlevée (pour la procédure ENLEVER)
o Les réflexes Si-enlève sont ensuite déclenchés dans l’ordre
ascendant de la hiérarchie
82 Dans le formalisme orienté objet (O.O) l’univers d’une application se compose
o De classes génériques o D’instances d’objets
Muni du mécanisme d’héritage
Chaque objet est un frame Les objets sont indépendants et communiquent par un mécanisme de transmission de message
EXP : objet structuré pour VEHICULE
Rqs : o une classe objet générique (sous-classe, s-s-classe, …) o un modèle particulier de la classe instance oLa transmission de message les objets sont réactifs oLes classes ont un ordre qui définit une hiérarchie (raisonnement)
83 Mécanisme d’héritage (transmission de Connaissances d’un concept vers ses fils) Raisonnement local (paquets de règles, procédures, …) Raisonnement global :
1. Classification d’un nouvel objet 2. Comparer une instance à une classe (pour interpréter cette
instance)
84Dans les systèmes experts En vision (les objets sont des objets physiques présents dans une
image)
En traitement de la parole …
8586C’est l’introduction directe de procédures algorithmiques dans les système d’IA Une BC peut donc contenir des représentations procédurales
87Appel direct: une R. de P. peut déclencher directement une
procédure (figurant en conclusion)
Attachement procédural : dans les FRAMES
l’affectation d’une valeur à un attribut peut résulter d’une procédure
88« tous les militaires Américains sont astucieux »
1. En logique du 1er ordre
x (Militaire (x) et Américain (x)) Astucieux (x)
2. Procédural
Langage Micro-Planner
Rqs : 1. Utilisation pour :
(CONSEQUENT (Astucieux ? x)
GOAL (Militaire ? x)
GOAL (Américain ? x))))
• •
Prouver que x est astucieux Prouver qu’un militaire non astucieux n’est pas américain
2. Pour prouver que x est astucieux
il faut prouver que c’est un militaire
si ça réussit
il faut prouver qu’il est américain
8990Ex1:Ex1:Ex1:Ex1:
Le langage PROLOG (A. COLMERAUER, MARSEILLE 1972) •
la C. est représentée avec des « clauses de Horn » qui traduisent : • Des faits : accord (géromé, pinot-noir) region(X, Y) region(X, U) region(Y, U) • Des règles :
• Une clause du type : partie G partie D se lit :
pour prouver la partie G, il suffit de prouver la partie D
• Exemple des fromages et des boissons un programme PROLOG :
91^
(1) Accord (géromé, pinot-noir) (1) Accord (géromé, pinot-noir) (2) Accord (X, Y) fromage-chèvre (X) même-région (X, Y) (2) (3) Accord (X, Y) pâte-molle(X) robe (Y, rouge) corps (Y, étoffé) (3) (4) (4) Fromage-chèvre (Charolles) (5) Pâte molle (camembert) (5) (6) Robe (morgon, rouge) (6) (7) Robe (fleurie, rouge) (7) (8) Corps (morgon, étoffé) (8)
Question : accord (camembert, L) ? Quel boisson servir avec le
camembert ?
Réponse : l’interpréteur PROLOG va parcourir les clauses du programme en cherchant à trouver L
Il répond
L=morgon
92Le raisonnement Le raisonnement
Avec X = camembert et Y=L
Accord (camembert, L) ?
(2)
Fromage-chèvre (camembert) Et même-région (camembert , L)
?
échec
L = fleurie
(7)
Corps (fleurie, étoffé)
?
échec
Avec X = camembert et Y=L (3)
Pâte-molle (camembert) Et robe (L, rouge) Et corps (L, étoffé)
?
(5)
robe (L, rouge) Et corps (L, étoffé)
?
(6) L = morgon
corps (morgon, étoffé)
?
(8) succès
L = morgon
93E