SYSTEMES EXPERTS, TECHNIQUES DE L'IA
L'Intelligence Artificielle
(IA) se veut la simulation de l'intelligence humaine par des moyens
artificiels ou automates : ordinateurs, robots, etc. Les Systèmes Experts (SE)
se limitent à l'étude de l'esprit humain en vue de simuler l'intelligence
hypothético-déductive, celle qui fait appel à une logique formelle (modus ponens en particulier). Si l'intuition,
«saisie immédiate de la vérité sans l'aide du raisonnement» sous-entend
"sans raisonnement conscient", donc utilisation de macroraisonnement
ou Boîte Noire (Cf. MSN N°3, un théorème par ex.),
alors les SE y excellent mais l'intuition synonyme de divination irrationnelle en est exclue. Un SE
comprend l'aspect matériel ou automate
et l'aspect logiciel ou intelligence formalisée.
LA CONCEPTION D'UN SE
La construction d'un SE, (vérification de grammaire
par ex.) fait appel à trois compétences pouvant émaner d'un seul individu ou
requérant toute une équipe : le Cogniticien, l'Expert (ici le Grammairien) et
l'Informaticien. Le Cogniticien procède
à la formalisation systématique de la connaissance en produisant les modèles
de raisonnement, la structure des règles
et faits.
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L'Expert fournit les règles d'inférence : le savoir. Plus tard l'Utilisateur ou Consultant
fournira, l'Automate collectera, les
faits qui formeront avec les règles, la base
des connaissances disponibles pour traiter le problème. L'Informaticien développe le moteur d'inférence (MI). Se fondant sur
une heuristique, le MI, tenant lieu
de cerveau, part des faits ou objets pour déterminer les règles à mettre en
oeuvre, les déclenche pour résoudre le
problème soumis au système expert.
TRACE DU RAISONNEMENT ET LANGAGE NATUREL
Un SE peut justifier son
raisonnement, permettant ainsi à l'Expert,
au Chercheur ou
à l'Utilisateur final
d'intervenir éventuellement dans l'inférence. Par exemple, le Chercheur
peut compter sur le SE pour 95% des cas standards afin de se consacrer aux 5%
les plus délicats. Grâce au traitement symbolique, un SE convivial utilise même
le langage naturel.
DOMAINES DE PREDILECTION DES SE
Le recours aux SE est
intéressant dans les problèmes non
structurés, lorsqu'il existe une multitude de règles qui conduisent à des
conclusions parallèles : une fièvre par exemple est le symptôme de bien de
maladies distinctes ; de même lorsque la connaissance est floue ou lorsque l'intuition peut être trompeuse ou fallacieuse (misleading) : une entreprise fortement
endettée peut pourtant être viable si elle vient d'inventer un produit miracle
(multitude de faits contradictoires pour les règles simples). Les domaines de
prédilection des SE sont le Diagnostic (médical, d'entreprise, étude dossiers
de demande de crédit, etc), la Recherche opérationnelle (gestion des réseaux et de files d'attente,
[combien de postes installer et quand], chemin critique [le plus économique],
ordonnancement [combinaison de plusieurs actions simultanées-parallèles ou
séquentielles-sérielles avec des contraintes d'antériorité], processus en temps
réel [Pilotage d'un engin sur Mars]),
l'Enseignement et même la Recherche fondamentale sans oublier les
Jeux. Outre la rapidité et la rigueur
propres aux machines, un atout d'un SE est qu'il sert à gérer l'expertise par la formalisation et
la diffusion du savoir-faire (know-how).
LES MODELES COGNITIFS
Le Cogniticien systématise la connaissance du savant
en éliminant les irrationalités ou subjectivités non désirées qui troublent
son raisonnement lors de la pratique. Si une faute de grammaire banale subsiste dans un texte, le
lecteur indulgent peut se dire que l'auteur n'ignore pas la règle. Le SE mettra
toujours en oeuvre toutes les règles en accord avec les faits. Toute la
difficulté réside dans le travail de formalisation du cogniticien, difficulté
qui révèle les limites actuelles de l'Intelligence humaine. Pour formaliser les
règles, le Cogniticien peut utiliser la logique
des propositions pures utilisée par les moteurs 0 (si présence symptôme A
alors maladie X) ou la logique des
propositions avec variables globales
associée aux moteurs 0+ : (si taux de chômage > 20% et inflation < 5% et
taux d'utilisation des capacités de production < 60% alors politique
applicable = politique keynésienne) ou plus souple encore, la logique des prédicats inhérents aux
moteurs 1 où les règles ne sont instanciées que par les faits : dans la
prédicat "La raison du plus fort est
toujours la meilleure" le plus fort
n'est pas connu a priori.
DIFFUSION DE L'EXPERTISE
Les Experts étant rares, une
fonction du SE est la vulgarisation du savoir. Un SE est en quelque sorte une compilation de plusieurs livres
accompagnés de plusieurs savants à portée de main.
LANGAGES ORIENTES IA ET PROGRAMMATION
Parmi les langages de
programmation symbolique orientés IA, figurent LISP (LISt Processing) et PROLOG
(PROGrammation LOGique). Leur avantage principal sur les langages procéduraux et même orientés objets
est leur moteur d'inférence, mais on peut écrire un SE dans tous les langages.
La programmation des SE est souvent déclarative. Dans la programmation
procédurale d'un SE devant faire de la vérification de grammaire par ex., le
programmeur doit avoir à sa disposition toutes les règles de grammaire, qu'il
câblera sous forme d'instructions,
une fois pour toutes dans le logiciel exécutable. Si ces règles venaient à
changer parce que les grammairiens en ont décidé ainsi, une nouvelle version
du logiciel devient nécessaire. Dans un SE, les règles sont des données (data) auxquelles l'Utilisateur à accès :
il remet à jour lui-même sa grammaire en déclarant simplement les règles
nouvelles et supprimant celles qui sont caduques ou désuètes. Cette suppression
est possible grâce à l'indépendance des règles entre elles. Les langages déclaratifs traitent les données de façon
symbolique, comme des objets. L'objet est l'unité manipulée, le SE ne voit pas plus loin. Par exemple un mot
est un objet, mais n'a pas de sens
dans l'acception humaine.
PRINCIPE D'UN MOTEUR D'INFERENCE (MI)
Chaque règle contient dans
ses prémisses les conditions de son déclenchement. Au regard des faits, le MI sélectionne (Filtrage) les règles susceptibles d'être déclenchées ou ensemble de conflits. Parmi ces
candidates, le MI détermine (Résolutions
des conflits) les règles qui seront
effectivement mises en oeuvre grâce à un arbitre : la règle de sélection des
règles ou MétaRègle comme dans le dilemme humain suivant. Devant le fait
"être affamé" et les trois règles suivantes : R1="tu ne voleras
point" (code pénal), R2="mendicité interdite" (affichage
populaire) et R3="tu ne te laisseras point mourir" (instinct de
survie), chaque être choisit ses priorités ; de même
l'Expert devra fournir
la métarègle appropriée.
Heureusement, les règles en
«conflit» dans la réalité ne sont pas souvent exclusives ou contradictoires ;
dans ce cas elles sont toutes déclenchées. Le déclenchement d'une règle (Exécution) produit un fait nouveau ; la
règle est brûlée i.e. ne sera plus
invoquée dans cette session, et le
processus recommence (Filtrage) jusqu'à l'épuisement de l'ensemble des
conflits...
LE PROCESSUS D'APPRENTISSAGE
En appliquant une règle, le SE produit une conclusion ou fait nouveau qui enrichit sa base de
connaissances et modifie en conséquence son ensemble des conflits (élimination
des règles devenues impertinentes et élection de nouvelles). Mais
l'apprentissage ne concerne en principe que les faits - pas les règles qui
doivent provenir de l'Expert ou du Consultant. Pour contourner cet obstacle, il
faut concevoir un modèle cognitif sophistiqué dont les faits seront dans notre
acception des règles.
DU RAISONNEMENT A LA REFLEXION
Le MI recourt à deux modes
opératoires : La déduction ou chaînage
avant consiste à déduire des faits nouveaux à partir de faits connus. Ex. :
De quelles maladies souffre le client ?
L'induction ou chaînage arrière consiste
à vérifier ou infirmer une hypothèse (but
à atteindre) formulée par le Consultant. Ex. Souffre-t-il de la maladie X ?
L'induction est plus rapide que la déduction puisqu'elle évite de déclencher
des règles et de produire d'innombrables
faits "inutiles" ; mais elle requiert un MI plus intelligent
en ce sens qu'elle implique la recherche et la tentative de vérification de
tous les noeuds en amont (y compris
les chaînons manquants mais pouvant être déduits des faits présents dans la
base de connaissances) appelés sous-buts
permettant de valider le but. La présence de règles: R5="maladie Y
implique maladie X" et R4="symptôme A caractérise maladie Y"
amène le MI à rechercher la présence de la maladie Y. En l'absence de cette
maladie, le MI recherche le symptôme A. Si celui-ci existe dans le dossier du
patient (base des faits), le SE découvre
le fait "maladie Y" et puis
valide l'hypothèse maladie X. Le chaînage mixte associe induction et
déduction.
PERFORMANCES ET COMPLEMENTARITE
Si actuellement certains SE
ne paraissent pas très performants, il ne fait aucun doute que ceux de demain
seront à la hauteur des exigences justifiées des Softivores. Il faut laisser le temps
au temps pour développer une nouvelle race de cogniticiens. L'intelligence
actuelle de l'Homme ne s'est pas faite en un jour et n'a pas fini de nous
surprendre... Les SE n'ont pas pour
vocation de remplacer l'Expert ou
l'Homme, mais de les aider quand ils
sont dans le besoin de se confier à un système plus rapide, plus logique, plus
rigoureux, plus fiables et/ou plus savant ou quand l'Expert fait défaut. En réalité, le SE sous-traite
certaines parties du problème que lui délègue son Consultant. Dès qu'un savoir
est automatisé et
démocratisé, il devient inutile à acquérir. Apprendre devient synonyme d'être
capable d'interpréter et de dévorer la technologie nouvelle. En cela les Softivores de MagSoftNews sont hautement privilégiés.
DÈS DEMAIN, DES SE A LA PORTÉE
DE TOUS
Bientôt, le Softivoreaura à domicile ses systèmes
experts, de véritables auxiliaires du cerveaux et de la mémoire, comme il a
aujourd'hui ses livres et didacticiels...
By The Mag