# IA et apprentissage automatique :::info _PAF, Académie de Lille_ _26 mars et 30 avril 2025_ ::: <div></br>Groupe informatique de l'IREM de Lille</br>&nbsp;</div> <!-- IREM logo --> <img style="border: 0; box-shadow: none;" src="https://codimd.math.cnrs.fr/uploads/upload_2cc54c9611be5977348f1561509999cb.png" width=15%> Note: - comprendre de l'IA - pas de focus sur les usages, pas de focus sur utilisation pédago de l'IA, pas de focus sur les enjeux, etc. - comprendre... pour pouvoir se poser la question des usages, des enjeux, etc. ---- Groupe informatique de l'IREM de Lille * [irem.univ-lille.fr/groupes/info/](https://irem.univ-lille.fr/groupes/info/) Intervenant·es * Asli Grimaud <asli.grimaud@ac-lille.fr> * Frédéric Jozwiak <frederic.jozwiak@ac-lille.fr> * Sébastien Malicet <sebastien.malicet@ac-lille.fr> * Philippe Marquet <philippe.marquet@univ-lille.fr> --- ## C'est quoi l'IA ? ---- ### Tour de table — c'est quoi l'IA Note: - tour de table : prénom, discipline enseignée, géographique - objectif de se connaître, diversité du groupe - En un mot – improvisé – c'est quoi l'IA - comme une définition, ou - ceci, cela.. relève de l'IA / caractérise l'IA ---- ### IA * rarement définie ! * science, méthode(s), discipline * <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --> vise à résoudre des problèmes à "forte complexité logique ou algorithmique" Note: * rarement définie ... sauf ChatGPT c'est de l'IA * relève donc des mathématiques, de l'informatique ---- ### IA — où est "l'intelligence" ? * IA définie par son fonctionnement - mime des processus cognitifs humains : raisonnement, apprentissage... * IA définie par son objectif - résoudre des problèmes dévolus – aujourd'hui – à l'intelligence humaine Note: * dévolus à l'intelligence humaine = que l'on ne sait pas résoudre avec un ordi ! * donc périmètre changeant au cours du temps * ce qui relevait de l'IA devient des applications numériques exemple : itinéraire GPS ---- ### Symboliques _vs_ IA "modernes" — 1 * IA symbolique * simule le raisonnement humain → experts : 1. du problème à résoudre, 2. du raisonnement pour le résoudre * systèmes experts, etc. * interprétabilité des résultats ++ Note: * Symboliques _vs_ IA "modernes" : recoupe les définitions précédentes * IA symbolique : populaire dans les années 80 * citer les algos génétiques / évolutionnaires ? ---- ### Symboliques _vs_ IA "modernes" — 2 * IA générative * grand jeu de données ⇝ par apprentissage → modèle (probabiliste) * une donnée → suite la plus probable Note: * Apprentissage : nécessite grand jeu données. _Big data_. Années 2000 --- ## C'est quoi l'apprentissage ? ---- ### Apprentissage automatique ? - différents types d'apprentissage - qualificatif Note: - participant·es en mode pop-up - des mots, qualificatifs liés à l'apprentissage (automatique) (ou plus généralement liés à des méthodes d'IA) - voire donner des explications / définitions ? ---- ### Apprentissages... Apprentissage automatique, apprentissage machine, _machine learning_, apprentissage par renforcement, apprentissage supervisé, apprentissage non supervisé, apprentissage profond, _deap learning_, ---- ### Apprendre _Améliorer les **performances** sur une **tâche** par l'**expérience**._ <div> <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --> - tâche : transformer données entrées en données de sortie - expérience : des exemples, par exemple des couples (entrées, sortie) - performance : capacité à résoudre la tâche sur de _nouvelles_ données </div> --- ## Jeu de Nim ---- ### Règles du jeu * deux joueurs * un certain nombre d'objets – allumettes * à son tour prendre un certain nombre d'objets * prise du dernier objet = perte de la partie * <!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="1" --> exemple, version Fort Boyard - 20 allumettes - enlever 1, 2 ou 3 allumettes à chaque tour <span><!-- .element: class="fragment" data-fragment-index="2" --> → Quelle stratégie ?</span> Note: * on laisse travailler en binômes * on pose à nouveau la question de la stratégie pour d'autres variantes. Cf diapo suivante ---- ### Quelles stratégies ? * variante 8 allumettes et prise de 1 ou 2 allumettes * variante 10 allumettes et prise de 1, 2 ou 4 allumettes * ... * variante 42 allumettes et prise de 1, 4 ou 7 allumettes ---- ### Apprendre à gagner à Nim * activité d'informatique sans ordinateur  Note: - jouer avec 12 gobelets max - 15 à 20 minutes - conclusion : quelles observations ? ---- ### Modalités alternatives * mise en commun finale des jetons contenus dans les gobelets * un stand de jeu unique, les élèves défilent * jouer avec une feuille Note: - défilé des élèves : possible si "petit" groupe - feuille diapos suivantes ----  ----  ----  ----  ----  ----  ---- ### Apprendre à jouer à Nim * apprentissage par renforcement * par essais / erreurs * récompenser les succès * pénaliser les échecs ---- ### Paramétrer l'algorithme d'apprentissage — 1 * processus de renforcement - nombre de jetons ajoutés/retiré des gobelets - variable au cours de la partie / la position du gobelets * accélération de l'apprentissage - quelle "connaissance" initiale - situation initiale : nombre jetons / valeur des jetons Note: - travail des "chercheurs" en IA - des humains ! ---- ### Paramétrer l'algorithme d'apprentissage — 2 * situation d'apprentissage - niveau du joueur humain - contre une autre machine - mettre fin à l'apprentissage ---- ### Apprendre à jouer à Nim </br>ressources et références * simulateur en ligne d'Éric Duchêne, Lyon [projet.liris.cnrs.fr/~mam/machine/](https://projet.liris.cnrs.fr/~mam/machine/) * vidéo activité Marie [youtu.be/q8-LhLKc8wY](https://youtu.be/q8-LhLKc8wY) ---- ### MinMax pour gagner à Nim Note: - diapos d'Aslı ---- ### MinMax et IA * les jeux domaine propice de l'IA * MinMax a été considéré comme de l'IA --- ## Apprentissage supervisé ---- ### Apprentissage supervisé Note: - diapo d'Aslı ---- ### 6 ou 9 ? * dessiner des 6 et des 9  ---- ### 6 ou 9 ? * compter les pixels "noirs" de la partie haute / de la partie gauche  ----  Note: 1. Apprentissage - reporter chaque image sur le repère - coordonnées (pixel en haut, pixel à gauche) - une couleur pour les 6 et une couleur pour les 9 - tracer une droite qui sépare les deux types de points 2. Utilisation - pour une **autre** image - compter les pixels - déterminer en fonction de ses coordonnées si c'est un 6 ou un 9 ---- ### 6 ou 9 ? 1. Apprentissage - reporter chaque image sur le repère - coordonnées (pixel en haut, pixel à gauche) - une couleur pour les 6 et une couleur pour les 9 - tracer une droite qui sépare les deux types de points 2. Utilisation - pour une **autre** image - compter les pixels - déterminer en fonction de ses coordonnées si c'est un 6 ou un 9 --- ## Seconde journée ---- ### Au menu * apprentissage non supervisé * réseau de neuronnes - Deep learning Et toujours * des exposés, des activités, etc. --- <!-- fin présentation, écran noir --> <!-- .slide: data-background="#17202a" --> <!-- the end -->