Soutenance mémoire
L’Intelligence Artificielle
Depuis les années 1950, deux grandes approches ont été adoptées par les chercheurs pour concevoir des machines intelligentes .Une approche (Making a mind), que l’on peut qualier d’I.A symbolique, consiste à doter un système d’I.A des mécanismes de raisonnement capables de manipuler les données symboliques qui constituent les connaissances d’un domaine. Cette approche fait appel aux modèles et méthodes de la logique. Elle a donné lieu aux systèmes à bases de connaissances.Une autre approche (Modeling the brain), que l’on peut qualier d’I.A connexionniste, consiste à s’inspirer du fonctionnement du cortex cérébral. L’entité de base est un modèle formel du neurone, un système étant formé par l’interconnexion d’un grand nombre de tels neurones . Cette approche a donné lieu aux réseaux neuromimétiques actuels. Depuis les années 1990, une tendance prometteuse est de concevoir des modèles hybrides combinant ces deux approches qui présentent des caractères complémentaires. Par ailleurs, des modèles statistiques sont de plus en plus mis à prot pour rendre compte de la grande variabilité des phénomènes étudiés. Ces trois grandes approches de l’I.A (symbolique, connexionniste et statistique) sont décrites dans la suite de ce chapitre.(1)
Définitions Plusieurs définitions ont été données à l’I.A par diérents chercheurs, on citera quelques unes :
-L’étude des facultés mentales à l’aide des modéles de type calculatoires. (Charniak et McDermott, 1985)
-Conception d’agents intélligents. (Poole et al., 1998)
-Discipline étudiant la possibilité de faire exécuter par l’ordinateur des taches pour lesquelles l’homme est aujourd’hui meilleur que la machine. (Rich et Knight, 1990)
-L’automatisation des activités associées au raisonnement humain, telles que la décision, la résolution de problémes, l’apprentissage,. . . (Bellman, 1978)
-L’étude des mécanismes permettant à un agent de percevoir, raisonner, et agir. (Winston,1992)
-L’études des entités ayant un comportement intelligent. (Nilsson,1998) Comme vous pouvez remarquer, ces dénitions s’accordent sur le fait que l’objectif de l’I.A est de créer des systémes intelligents, mais elles diérent signicativement dans leur façon de dénir l’intélligence. Certaines se focalisent sur le comportement du systéme, tandis que d’autres considérent que c’est le fonctionnement interne (le raisonnement) du systéme qui importe. Une deuxiéme distinction peut étre faite entre celles qui dénissent l’intelligence à partir de l’être humain et celles qui ne font pas référence aux humains mais à un standard de rationalité plus général. On peut donc décliner quatre façons de voir l’I.A :
-Créer des systémes qui se comportent comme les êtres humains, cette dénition opérationelle de l’I.A fut promue par Alan Turing, qui introduisuit son fameux ‘test de Turing’ selon lequel une machine est considérée comme intelligente si elle peut converser de telle maniére que les interrogateurs (humains) ne peuvent la distinguer d’un être humain .
-Créer des systémes qui pensent comme des étres humains, si l’on adhére à cette deuxiéme définition, cela implique que l’I.A est une science expérimentale, car il faut comprendre au préalable la façon dont pensent les humains (sinon, comment savoir si une machine pense comme un homme ?) et ensuite évaluer les systémes par rapport à leurs similarités avec le raisonnement humain.
-Créer des systémes qui pensent rationnellement, selon cette définition, les systémes doivent raisonner d’une maniére rationnelle, c’est à dire en suivant les lois de la logique. Cette approche peut être critiquée car il semble que certaines capacités (la perception, par exemple) ne sont pas facilement exprimables en logique. De plus, ce standard de rationalité ne peut pas être atteint en pratique car la technologie actuelle ne permet pas de réaliser des calculs aussi complexes.
-Créer des systémes qui possédent des comportements rationnels, cette derniére dénition de l’I.A concerne le dévelopement des agents qui agissent pour mieux satisfaire leurs objectifs. On remarque que cette dénition est plus générale que la précédente car raisonner logiquement peut être une façon d’agir rationnellement mais n’est pas la seule (par exemple, le réexe de retirer sa main d’un objet brulant est rationnel mais n’est pas le résultat d’une inférence logique). Ajoutons que dans la réalité, ces distinctions n’ont pas forcément une influence aussi grande que l’on pourrait imaginer sur la façon dont la recherche en l.A est menée. Les chercheurs n’ont pas tous un avis trés précis sur ce que doit être l’objectif ultime de l’I.A, mais trouvent tout simplement que les questions soulevées par ce domaine sont intéréssantes et méritent d’être étudiées.
L’appareil urinaire
Le système urinaire comprend des organes (les reins), diérentes structures (la vessie, l’urètre, l’uretère) et de nombreux vaisseaux sanguins permettant d’éliminer les déchets azotés produit par le métabolisme cellulaire. Lors de l’utilisation de molécules, commes les protéines, par les cellules, ces dernières rejettent de l’azote, une substance toxique pour le corps si elle est très concentrée. On se doit donc de l’éliminer, sous forme d’urée. L’urée voyage dans le système circulatoire jusqu’au rein,où le sang est filtré. L’urée ainsi qu’un peu d’eau se retrouve dans le rein lui-même, puis descend l’uretère jusqu’à la vessie, où l’urine est stockée. Lorsqu’accumulée en grande quantité, l’urine descend l’urètre vers l’extérieur du corps. Les glandes surrénales, situées juste au dessus des reins, ne font pas directement partie du système urinaire, bien qu’elles ont un eet indirect sur lui, comme sur le reste du corps.
Le rein
Les reins sont deux organes en forme de haricot situés dans la partie postérieure de l’abdomen,de part et d’autre de la colonne vertébrale, approximativement entre la douzième vertèbre dorsale et vertèbre lombaire. Il arrive souvent que le rein gauche soit situé jusqu’à 2,5 centimètres plus haut que le rein droit. Le rein mesure 10 à 12,5 centimètres de long et 5 centimètres d’épaisseur environ, pour un poids de 100 à 150 grammes en moyenne chez l’adulte. Les reins sont de couleur rouge-brun foncé en raison de l’abondante présence de vaisseaux sanguins. Le rein comporte un bord latéral concave sur lequel s’implantent l’artère rénale, la veine rénale, des fibres nerveuses, et l’uretère au niveau d’une ouverture appelée le hile. Le rein contient une cavité,le sinus rénal, qui renferme les unités fonctionnelles de la ltration, les néphrons. Chaque rein en contient plus d’un million. (4)
Le néphron
Le sang passe par les capillaires glomérulaires, vaisseaux sanguins au début du néphrons. À cet endroit, tout ce qui peut passer à travers la paroi des capillaires se retrouve dans le néphrons, soit l’eau, l’urée, les sels minéraux et le glucose ; c’est la ltration. Par la suite, cette urine passe dans le tube contourné proximal, l’anse et le tube contourné distal. À ces endroits, l’urine subit une réabsorption, c’est-à-dire que l’eau, le glucose et les sels minéraux retournent dans le sang par les capillaires péritubulaires. Il y a aussi sécrétion, c’est-à-dire que le sang se débarasse d’autres déchets, comme les ions acides H+, et les envoit dans l’urine. Le liquide se rend ensuite dans le tube collecteur, puis vers le calice et le bassinet du rein où il est emmagasiné. Pour résumer brièvement, le sang qui circule dans le rein libère les déchets solubles dans les néphrons, et le liquide qui en résulte, l’urine, passe ensuite dans l’uretère pour séjourner dans la vessie en attendant d’être évacué lors de la miction.
L’uretère
Les uretères sont des tubes étroits mesurant de 35 à 45 centimètres de long et 3 millimètres de diamètre environ. Elles prennent naissance dans le bassinet du rein, quittent le rein par le hile pour descendre le long de la paroi postérieure de la cavité abdominale et aboutir dans la vessie. Les uretères recueillent l’urine produite par les reins pour la conduire dans la vessie, où elle est stockée jusqu’à la miction. L’urine ne s’écoule pas des reins en un ux ininterrompu, mais est chassée dans les uretères toutes les 20 à 30 secondes environ grâce à des ondes péristaltiques (contractions périodiques) commençant dans le bassinet. Ces ondes péristaltiques commandent l’ouverture de l’orice urétéral (qui met l’uretère en communication avec la vessie), qui reste ouvert pendant quelques secondes pour laisser passer l’urine, puis se referme jusqu’à la prochaine onde.
La vessie
La vessie est une structure en forme de sac composée de bres musculo-membraneuses. Située dans le bassin, la vessie accumule l’urine jusqu’à son excrétion. L’urine arrive dans la vessie par les uretères, qui prennent naissance dans les reins, grâce à des mouvements péristaltiques. Durant la miction, l’orice urétral situé à la base de la vessie s’ouvre et l’urine s’écoule dans l’urètre. Bien que l’envie d’uriner survienne généralement lorsque la vessie contient environ 250 à 300 millilitres d’urine (un peu plus d’une tasse liquide), la vessie humaine a une capacité moyenne égale à près de deux fois ce volume. L’être humain élimine en moyenne de un à deux litres d’urine par jour, bien que ce chiffre varie fortement selon l’état de santé, le régime alimentaire et les activités de l’individu.
L’urètre
La vessie est mise en communication avec l’extérieur par un canal membraneux, l’urètre. L’urètre permet de transporter l’urine de la vessie jusqu’au méat à l’extrémité du pénis chez l’homme, ou jusqu’à un orice allongé situé au milieu de la vulve, chez la femme. Chez l’homme, le sperme, mélange de spermatozoïdes provenant des testicules et de sécrétions provenant des vésicules séminales, emprunte également ce canal lors de l’éjaculation.
L’urine
D’ordinaire, l’urine est claire ou jaune, quoique cela dépende du régime et de la santé du sujet.Par exemple, la prise de diurétique (certains aliments comme l’alcool, ou médicaments) augmente le volume d’urine produite en augmentant la quantité d’eau éliminée, diminue la concentration de l’urée et par le fait même, rend l’urine plus pâle. L’urine dégage une odeur d’ammoniaque caractéristique qui est due principalement aux déchets azotés formant 5 pour cent de son volume. Les déchets sont principalement constitués d’urée, bien que l’on trouve également dans l’urine de l’ammoniaque, de l’acide urique, de la créatinine, et de nombreux autres déchets. L’eau, élément principal de l’urine, est généralement éliminée dans les quatre heures qui suivent sa consommation.
Cystite et Nephrite
Du point de vue localisation, Il existe 2 types d’infection urinaire : l’infection urinaire haute (touchant le rein) et l’infection urinaire basse, appelée également cystite (inflammation de la vessie).L’idée principale de cet ensemble de données est de préparer l’algorithme du SE, qui effectuera le diagnostic présomptif de deux maladies de l’appareil urinaire. Ce sera l’exemple de diagnostic des inflammations aiguës de la vessie et aiguë de rein. Pour une meilleure compréhension du problème considérons dénitions de deux maladies données par des médecins. L’infection des voies urinaires, également appelée inflammation de la vessie ou cystite, fait réfé- rence à une inflammation des tissus qui tapissent les voies urinaires. Le plus souvent, les bactéries sont en cause. Parmi les voies urinaires, les uretères sont les conduits urinaires qui transportent l’urine des bassinets rénaux vers la vessie ; l’urètre quant à lui, est le canal de sortie de la vessie, qui amène l’urine à l’extérieur. Lorsque les bactéries se multiplient de façon abondante au sein de ce conduit, une inammation se produit, ce qui se manifeste par des brûlures lors de la miction . Chez la femme, les infections des voies urinaires et de la vessie sont beaucoup plus fréquentes parce que les voies urinaires de la femme sont plus courtes. Pour cette raison, les bactéries accèdent plus rapidement à la vessie, particulièrement chez les femmes jeunes sexuellement actives.En raison de l’hypertrophie de la prostate, les hommes âgés sont plus souvent atteints d’infections urinaires (cystite) liées à l’obstacle lors de l’écoulement de l’urine.On distingue deux formes d’infections des voies urinaires : l’infection des voies urinaires basses et l’infection des voies urinaires hautes. Les infections des voies urinaires basses concernent l’urètre et la vessie ; les infections de voies urinaires hautes concernent le bassinet rénal.La néphrite correspond à une inammation du rein qui peut être d’origine infectieuse ou autoimmune, c’est-à-dire provoquée par une activité anormale du système immunitaire. Le rein joue un rôle essentiel en procédant à la destruction d’un certain type de déchets toxiques. Mais lorsque le rein est enammé, il laisse passer un nombre trop important de toxines qui se retrouvent alors dans le sang en quantité anormale.
Le Systéme expert
Les machines sont-elles capables de penser ? Une question qui est débattu depuis tous les premiers jours de naissance de l’I.A. L’intelligence d’une personne se mesure non pas seulement de ce qu’elle sait, mais par ce qu’elle peut faire de ce savoir, la façon dont elle l’utilise et l’applique. Ca savoir doit être réel et efficace. Les experts ont donc un passé enregistré et reconnu prouvons qu’ils sont capables d’utiliser ce savoir, ils sont connues par leur informations qu’ils fournissent, leurs connaissance de leurs limites, leur capacité à résoudre les problèmes et leurs explications qu’ils donnent.Le domaine de l’I.A qui a eu le plus d’impact pratique est celui des systèmes basés sur le savoir intelligent appelé aussi systèmes experts.D’une manière générale, un SE est un outil capable de reproduire les mécanismes cognitifs d’un expert, dans un domaine particulier. Il s’agit de l’une des voies tentant d’aboutir à l’I.A.Plus précisément, un SE est un logiciel capable de répondre à des questions, en eectuant un raisonnement à partir de faits et de règles connus. Il peut servir notamment comme outil d’aide à la décision.Plusieurs dénitions existents dans la littérature ciant : Un SE comme le défini (Welbank 83) est un programme qui a une large connaissance dans un domaine restreint et qui utilise des raisonnements d’inférence complexes pour accomplir des tâches dont pourrait s’acquitter un expert humain. Louis F.Frenzel dénit un SE comme un programme d’I.A incorporant une base de connaissance et un moteur d’inférence. C’est un logiciel ou circuit intégré destiné à remplacer ou assister l’homme dans des domaines où est demandée une expertise humaine considérable. Il permet l’expression facile et directe de la connaissance d’un expert humain, et l’exploitation de cette connaissance avec logique au cours d’un dialogue avec l’utilisateur. Il est capable de faire un enchaînement de déductions permettant ainsi d’inférer ou de produire de nouvelles connaissances. Le système expert peut manipuler indiéremment des connaissances de type variés pouvant être des idées, des jugements, des décisions, des propositions, des prédictions…. etc.Par ailleurs, un SE supporte facilement les révisions, les ajouts et les suppressions de faits ou de règles.Les SE sont alors des programmes capables de simuler la démarche d’un expert humain pour la recherche de solutions à un problème donné. Cependant, un SE possède l’avantage (par rapport à l’expert humain) d’être duplicable et disponible. En plus, les connaissances d’un SE peuvent être tirées de plusieurs experts humains et sont enregistrées dans la mémoire du SE sans jamais être oubliées.
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Table des matières
Introduction Générale
I Chapitre 1 : L’Intelligence Articielle
I.1 Introduction
I.2 Définitions
I.3 Génése de l’I.A
I.3.1 Gestation de l’I.A (1943-1955)
I.3.2 Naissance d’I.A (1956)
I.3.3 Espoirs grandissants (1952-1969)
I.3.4 Premiéres Déceptions (1966-1973)
I.3.5 Systémes Experts (1969-1979)
I.3.6 L’I.A dans l’Industrie (1980-présent)
I.3.7 L’I.A Moderne (1987-présent)
I.4 Les sous-domaines de l’I.A
I.4.1 Représentation des connaissances et Raisonnement Automatique
I.4.2 Résolution de problémes généraux
I.4.3 Traitement du langage naturel
I.4.4 Vision articielle
I.4.5 Robotique
I.4.6 Apprentissage automatique
I.5 Conclusion
II Chapitre 2 : Pathologie Urologique
II.1 Introduction
II.2 L’appareil urinaire
II.2.1 Le rein
II.2.2 Le néphron
II.2.3 L’uretère
II.2.4 La vessie
II.2.5 L’urètre
II.2.6 L’urine
II.3 Pathologie de l’appareil urinaire
II.4 Cystite et Nephrite
II.4.1 les causes
II.4.2 Les symptômes
II.4.3 Le diagnostic
II.4.4 Evolution de la maladie
II.4.5 Options thérapeutiques
II.5 Conseils hygiéniques
II.6 Conclusion
III Chapitre 3 : Le Systéme Expert
III.1 Introduction
III.2 Le Systéme expert
III.2.1 Composants d’un SE
III.3 Chainage avant
III.3.1 Algorithme du chainage avant
III.4 Chainage arriére
III.5 Chainage mixte
III.5.1 Algorithme du chaînage mixte
III.6 Réalisation d’un SE
III.6.1 Phase de conception
III.6.2 Phase d’implantation
III.7 Histoire de MYCIN
III.7.1 Qu’est-ce qu’un Mycin ?
III.7.2 Objectifs de Mycin
III.7.3 Architecture de Mycin
III.8 Avantages et Inconvénients
III.8.1 Avantages d’un système expert
III.8.2 Inconvénients d’un systeme expert
III.9 Clips : L’outil de développement
III.10Conclusion
IV Chapitre 4 : Logique Floue Et ANFIS
IV.1 Introduction
IV.2 Théorie des ensembles fious
IV.3 Le Concept d’ensemble fiou
IV.4 Définition
IV.5 Caractérisation d’un ensemble fiou
IV.6 Implication foue
IV.7 Structure interne d’un système d’inférence fou (SIF)
IV.7.1 Fuzzification
IV.7.2 L’inférence
IV.7.3 La défuzzication
IV.8 Exemple de système fiou
IV.9 L’Ans : Neuro-Flou
IV.10L’apprentissage du classieur Neuro-fiou
IV.11Conclusion
V Chapitre 5 : La Conception du Systéme Expert INFUR
V.1 Introduction
V.2 Description de la base de donnée
V.2.1 Renseignements sur les attributs
V.3 Conception de l’application
V.4 Générer les régles
V.4.1 1ére technique : La logique Floue
V.4.2 Les règles obtenues
V.4.3 2éme technique : ANFIS
V.4.4 Structure de notre modéle
V.5 Les résultats obtenus
V.5.1 Evaluation des resultats
V.6 La conception du systéme expert en CLIPS
V.7 L’intégration du systéme expert en JAVA
V.8 Conception du Systéme
Conclusion générale et Perspectives
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