Assistance à l'opérateur
une approche de l'intelligence artificielle
Guy Boy
29,27
€
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1988
384 pages
format 16 x 23 cm
broché
réf. LIF003
I.S.B.N.: 2-87717-008-X |
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Sommaire
Présentation
Introduction
Préface
L'auteur
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Présentation
Ce livre est essentiellement un manuel d'introduction aux techniques d'I.A. utiles pour
concevoir et réaliser des systèmes d'assistance à l'opérateur.
L'assistance à l'opérateur a trois objectifs :
 | la conception de systèmes de base de connaissances temps-réels, |
| la prise en compte de l'acquisition incrémentable de
connaissances, |
| le développement d'interfaces "intelligentes",
conçues comme des prolongements de la mémoire à court terme de l'opérateur. |
Afin de satisfaire ces objectifs, il convient de bien
comprendre les théories et les techniques de l'I.A. telles que la recherche arborescente
et la représentation des connaissances, l'incertitude, la résolution du problème, la
révision de croyances, les aspects situationnels et analytiques de la connaissance, le
partage de l'intelligence entre l'homme et la machine, l'interface opérateur (langages
dépendants et systèmes d'interface graphiques permettant à l'opérateur une
manipulation directe des concepts) et les diverses approches de l'acquisition de
connaissances. Des exemples sont abondamment donnés pour illustrer les méthodes
représentées.
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Sommaire
Introduction
1. Représentation des connaissances : généralités
2. Logique / Objets
3. Représentation de l'incertitude
4. Recherche arborescente
5. Systèmes de production
6. Résolution de problème
7. Révision de croyances
8. Situationnel et analytique
9. Intelligence distribuée
10. Interface à l'opérateur
11. Acquisition de connaissances |
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Préface
C'est de la place de l'Homme dans les
systèmes qu'il va être question dans cet ouvrage. Il est grand temps de s'en occuper car
l'Automatique, comme pour toutes les techniques qui se sont développées très rapidement
(elle est née en 1940), les succès masquent à peine les erreurs commises.
Pour concevoir des systèmes Homme-machine, une place considérable doit être faite à la
modélisation de l'Homme. Ce n'est qu'à cette condition qu'il sera possible de construire
des systèmes réellement adaptés ou adaptables à l'Homme. Sous le vocable d'Assistance
à l'Opérateur, ce livre introduit les concepts et les méthodes utiles pour réaliser
cette modélisation.
Les conditions de l'association de l'Homme et de la machine sont variées. On peut les
regrouper en trois types principaux que l'on peut schématiser ainsi :
- l'Homme surveille. Le système fonctionne en mode automatique, tant qu'une intervention
humaine ne désactive pas ce mode ;
- l'Homme supervise. Le système fonctionne en mode automatique, mais l'Homme peut
prendre le contrôle à tout instant ;
- l'Homme commande. Le système est construit pour fonctionner avec une forte interaction
de l'Homme qui en assure la commande et le contrôle en permanence.
Ces trois modes d'interaction Homme-Machine entraînent la définition de différents
types d'interfaces.
D'une manière générale, ils suggèrent que la notion de système implique celle de
frontière. Etablir une frontière a pour conséquence que toutes les interactions entre
l'intérieur et l'extérieur d'un système soient, si possible connues ou, à défaut,
estimées. Un système est généralement décomposable en sous-systèmes. Si les
interactions réelles entre sous-systèmes sont connues des concepteurs, elles ne le sont
pas forcément de l'utilisateur ou de l'opérateur.
L'utilisateur construit une image mentale de ces interactions basée sur les tâches qu'il
doit accomplir et non sur le système lui-même.
L'idée de frontière induit celle de partage; partage des tâches entre l'Homme et le
système, et également partage de l'intelligence. L'interaction Homme Machine (IHM) est
définie par ce partage et les relations qu'il entraîne. L'IHM s'est initialement
consacrée à la conception d'interfaces matérialisant la frontière entre l'Homme et le
système, interfaces rigides et d'essence algorithmique. Cette conception d'interface
intervenant après celle du système dont elle devait s'accomoder, il en résultait des
dialogues normés, peu susceptibles de permettre un partage de l'intelligence. Ce
nécessaire partage de l'intelligence suppose que l'on connaisse mieux le comportement
humain puisqu'on l'autorise à des formes d'expression non codifiées par des normes
strictes. Il s'agit alors de disposer d'un système capable de fonctionner dans un
environnement réactif complexe, un système qui ne peut plus être seulement de nature
algorithmique. L'IHM impose une autre dimension. Elle ne peut la prendre sans le recours
aux concepts, méthodes et techniques de l'IA, qui seuls permettent actuellement sa mise
en œuvre.
La première partie de ce manuel (huit premiers chapitres) est classique en IA puisqu'elle
traite de représentation de connaissance, de représentation et de parcours de l'espace
de recherche, et de techniques de résolution de problème.
Cependant, l'approche pédagogique adoptée permet d'introduire les concepts d'AO sans
s'éloigner des concepts de base de l'IA.
La deuxième partie, constituée par les cinq derniers chapitres, est tout
particulièrement intéressante et constitue le caractère innovant de cet ouvrage en
rassemblant des matériaux souvent épars et en traitant les questions essentielles à
cette approche : le raisonnement non-monotone, la distinction entre connaissance
situationnelle et connaissance analytique, la répartition de l'intelligence entre l'Homme
et le système, l'interface opérateur et le très important problème de l'acquisition de
connaissances.
Dans un domaine aux applications multiples et d'impact considérable, celui de l'AO, cet
ouvrage fait opportunément le point sur une approche prometteuse.
L'interaction Homme-machine abordée du point de vue technique avec l'aide de
physiologistes et de psychologues est un des volets qui contribuera au grand saut que l'on
entrevoit déjà. |
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Introduction
Ce livre n'aurait pu être réalisé sans le soutien, les encouragements et la confiance
que m'ont témoigné de nombreuses personnes pendant les huit années de travail que j'ai
consacrées à cette recherche.
Elle s'est développée depuis 1980 à l'ONERA-CERT et à partir du cours initial que j'ai
donné en Spécialisation d'Automatique Avancée de l'ENSAE. Mais c'est surtout la
formalisation (en anglais) de ce travail accomplie pour un cours d'I.A. que j'ai donné
aux Ingénieurs du NASA-Ames Research Center, Californie, qui m'a donné le goût d'aller
plus loin.
En 1986, de retour en France, Conseillé Scientifique auprès de Matra-Espace, j'ai été
amené à redonner ce cours aux Ingénieurs de cette société où, depuis, l'I.A. a pris
un essor important.
Par la suite, j'ai préparé un nouveau cours d'I.A. pour les étudiants de 3ème années
de l'ENSAE, de 5ème année de l'INSA (Informatique Industrielle) et de 2ème année de
l'ENAC. Ce public varié et mon souci de tendre à une I.A. orientée vers l'Assistance à
l'Opérateur m'ont encore conduit à une nouvelle formalisation de ce cours. C'est
certainement en présentant une partie de celui-ci à mes collègues du DERA au cours d'un
cycle de dix sessions de deux heures, que le texte ici présenté s'est définitivement
figé.
Un certain nombre de projets ont, de près ou de loin, apporté une contribution à mon
approche, mais ce sont essentiellement trois projets qui m'ont permis une approche
réaliste de l'I.A. Il s'agit tout 'abord du projet que j'ai mené avec le concours
d'Airbus-Industrie et la Direction Générale de l'Aviation Civile sur l'étude de la
charge de travail dans les cockpits d'avions de transport civil. Ce projet nous a permis
de mettre au point un système multi-agent de transfert et de traitement de l'information,
le système MESSAGE.
Détaché à la NASA de septembre 1984 à janvier 1986 et responsable du projet de
construction du système expert HORSES, j'ai pu profiter des facilités et des conseils
des chercheurs de la Division "Aerospace Human-Factors Research".
Enfin, le projet d'assistance à l'opérateur en télémanipulation spatiale a contribué
à donner la composante temps réel qui n'avait pas encore été vraiment explorée par le
passé.
D'autres réalisations et les rencontres et encouragements qu'elles ont suscités m'ont
également beaucoup aidé.
L'organisation (en 1986 et 1988) du Colloque International sur l'Interaction
Homme–machine et l'Intelligence Artificielle dans les domaines de l'Aéronautique et
de l'Espace m'a permis de rencontrer un grand nombre de personnes se ralliant à ces
idées sur l'Assistance à l'Opérateur.
En créant, en décembre 1987, la société Dialogics, j'ai
repris à mon compte le mot de Silvère Seurat "l'entreprise est l'université du
réel" parce qu'il n'est pas possible de penser à une recherche déconnectée des
réalisations qu'elle sous-tend. Il devenait nécessaire de démontrer que l'Assistance à
l'Opérateur allait devenir une réalité.
Le présent ouvrage, issu des recherches et réalisations brièvement résumées
ci-dessus, est donc essentiellement un cours destiné aux étudiants et à toute personne
désirant débuter dans ce domaine et (j'espère) aller plus loin.
Je souhaite également que la réalité de l'Assistance à
l'Opérateur (au sens où ce livre la présente) contribuera beaucoup aux recherches
futures du domaine.
Je tiens tout particulièrement à remercier ici :
* à l'ONERA-CERT, Monsieur Marc PELEGRIN, directeur du CERT, pour la confiance qu'il m'a
toujours témoignée, les chefs successifs du Département d'Etudes et de Recherches en
Automatique (DERA), Jean-Pierre FORESTIER et Marc LABARRERE, pour m'avoir matériellement
permis de mener à bien ce long travail de synthèse, mon ancien Directeur de Thèse,
Laurent LE LETTY, avec ma profonde reconnaissance, pour m'avoir initié à la recherche,
François-Régis VALETTE, coordinateur du Groupe d'Intelligence Artificielle de l'ONERA,
pour l'aide qu'il m'a apportée dans la mise au point du premier manuscrit de ce cours,
tous les Ingénieurs de Recherche pour leurs multiples idées et nombreuses remarques sur
mon travail, tous ceux, enfin, qui m'ont soutenu tant techniquement qu'administrativement;
* lors de l'élaboration du système MESSAGE, Messieurs André FORT et Jean-Jacques SPEYER
pour l'aide technique et matérielle qu'ils m'ont apportée, Monsieur Claude TESSIER pour
son importante contribution à ce projet et pour l'orientation des recherches qui ont
suivies, Messieurs Jean-Claude WANNER et Dominique SOULATGES pour l'apport initial qui a
beaucoup influencé ce projet;
* lors de la construction du système expert HORSES, Messieurs David NAGEL, Everett
PALMER, Jean-Marc ROBERT et Will TAYLOR pour leur aide pendant mon séjour à la NASA;
* lors du projet d'A.O. en télémanipulation spatiale, Messieurs Michel MAURETTE et Mario
DELAIL, et le CNES pour avoir soutenu mon travail de formalisation de ce système;
* à MATRA-ESPACE, Messieurs Bernard OLALAINTY et Claude RICAUD pour leur aide dans la
rédaction d'un premier rapport sur la résolution de problème,
* mon ami Jean-Michel DARROY, pour un soutien constant et pour avoir cru à cette approche
et en avoir convaincu sa hiérarchie et son équipe;
* pour m'avoir permis de reproduire une grande partie d'une communication commune sur
l'acquisition des connaissances, Messieurs Benoît FALLER et Jean SALLANTIN;
* dans mon équipe (mouvante), Madame Nicole NUSS, pour avoir contribué au lancement d'un
programme d'enseignement "intelligemment" assisté par ordinateur, Madame
Nathalie MATHE pour son aide sur le développement de techniques de révision de croyance,
Messieurs Frédéric VAULE, Thierry CAMINEL et Abdellah KESSACI pour leur aide dans la
programmation d'une large partie du premier prototype du système actuel d'assistance à
l'opérateur;
*mon ami Alain GARES qui m'a soutenu plus qu'"administrativement" dans la
création de Dialogics;
* mon épouse Philippa, avec ma profonde gratitude, pour avoir su comprendre qu'il fallait
quelques nuits supplémentaires pour compléter ce livre et pour ses encouragements et ses
critiques qui m'ont aidé à déterminer ses objectifs et à choisir son style.
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L'auteur
Guy Boy, est membre du Comité Européen pour l'Acquisition des Connaissances.
Ingénieur du Groupement d'IA de l'ONERA étudie depuis plusieurs années cette approche
IA d'Assistance à l'Opérateur. Une partie de ses travaux a été réalisée lors d'un
séjour de seize mois effectué en tant que chercheur associé au Centre de Recherches de
la NASA-Ames, Californie, Etats-Unis.
Cet ouvrage a été rendu possible grâce à ses travaux. Il est aussi le fruit d'un
enseignement qu'il a dispensé dans plusieurs grandes écoles. |
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