IA - Maîtriser les bases de l'intelligence artificielle

Ce cours d’intelligence artificielle (IA) couvre les techniques fondamentales utilisées pour résoudre des problèmes liés à l’analyse, au traitement et à l’apprentissage de connaissances, dans le cadre des sciences cognitives. Il aborde la problématique centrale de l’IA, qui consiste à aider à la résolution de problèmes posés par l’utilisateur, en explorant des questions clés telles que la description des problèmes, les connaissances a priori nécessaires et le niveau d’autonomie des systèmes. Le cours examine également l’étendue des solutions possibles, en se demandant si un système doit gérer un problème spécifique ou un spectre plus large de résolution, ainsi que la généralisation des problèmes et l’impact du changement d’échelle. Il traite des critères de sélection des solutions, qu’il s’agisse de trouver la meilleure solution ou une solution satisfaisante, et explore la capacité d’évolution des systèmes, notamment leur aptitude à apprendre et à intégrer de nouvelles données. Enfin, ce cours offre une compréhension approfondie des défis et des méthodologies de l’IA, en mettant l’accent sur l’interaction entre l’utilisateur et le système, ainsi que sur les mécanismes d’apprentissage et d’adaptation des technologies intelligentes.

Contenus explorés en détail

Ce cours d'intelligence artificielle (IA) aborde les fondamentaux de l'IA, les algorithmes d'apprentissage automatique, les réseaux de neurones et les applications avancées comme le traitement du langage naturel (NLP) et la vision par ordinateur. Les participants apprendront à concevoir des systèmes intelligents capables de résoudre des problèmes complexes, à évaluer les performances des modèles et à intégrer l'IA dans des solutions logicielles.

• Comprendre les concepts clés de l'IA : Définir l'intelligence artificielle, ses sous-domaines et ses enjeux éthiques.
• Maîtriser les outils et frameworks : Utiliser TensorFlow, PyTorch et Scikit-learn pour implémenter des modèles.
• Résoudre des problèmes concrets : Appliquer l'IA à des cas réels comme la prédiction de données ou la reconnaissance d'images.

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Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique, aux ingénieurs, aux data scientists et aux professionnels souhaitant se spécialiser en IA. Les débutants avec des bases en programmation (Python) et en mathématiques (statistiques, algèbre linéaire) tireront pleinement profit des contenus. Les chefs de projet techniques y trouveront également des insights pour piloter des initiatives IA.

Exemples pratiques et applications réelles

L'IA transforme des secteurs entiers : les chatbots comme ChatGPT améliorent le service client, les algorithmes de recommandation (Netflix, Spotify) personnalisent l'expérience utilisateur, et les systèmes de diagnostic médical (IBM Watson) assistent les médecins. Un scénario pratique inclut l'entraînement d'un modèle pour détecter des fraudes bancaires à partir de données transactionnelles.

Secteurs d'application professionnelle

• Santé : L'IA optimise les diagnostics (ex: analyse de radiographies via DeepMind) et la recherche pharmaceutique (découverte de molécules).
• Finance : Automatisation du scoring crédit (ex: algorithmes de prédiction de défaut) et trading algorithmique (hedge funds).
• Industrie : Maintenance prédictive des machines (ex: capteurs IoT couplés à l'IA pour anticiper les pannes).

Nouveauté 2025 : L'IA générative (ex: création de prototypes industriels par DALL-E) révolutionne la R&D.

Guide des termes importants

• Machine Learning : Méthode permettant aux systèmes d'apprendre à partir de données sans programmation explicite.
• Neural Network : Architecture inspirée du cerveau humain, utilisée pour modéliser des relations complexes.
• NLP (Natural Language Processing) : Traitement automatique du langage humain (ex: traduction, analyse de sentiments).
• Overfitting : Quand un modèle mémorise les données d'entraînement mais généralise mal.
• TensorFlow : Framework open-source pour le développement de modèles d'IA.

Réponses aux questions fréquentes

Quelle est la différence entre IA et Machine Learning ?
L'IA est un champ broader visant à créer des systèmes intelligents, tandis que le ML est une sous-discipline focalisée sur l'apprentissage à partir de données.

Quel langage utiliser pour l'IA ?
Python est le plus populaire grâce à ses librairies (TensorFlow, PyTorch) et sa simplicité.

L'IA va-t-elle remplacer les emplois ?
Elle transforme les métiers en automatisant les tâches répétitives, mais crée aussi de nouveaux rôles (ex: ingénieur IA).

Comment évaluer un modèle d'IA ?
Via des métriques comme la précision, le rappel, ou le F1-score, selon le problème (classification, régression).

Qu'est-ce qu'un GPT ?
Un modèle de NLP (ex: ChatGPT) entraîné pour générer du texte proche du langage humain.

Exercices appliqués et études de cas

Projet 1 : Classification d'images
1. Collecter un dataset (ex: images de chats/chien).
2. Prétraiter les données (redimensionnement, normalisation).
3. Entraîner un CNN (Convolutional Neural Network) avec TensorFlow.
4. Évaluer la précision sur un jeu de test.

Projet 2 : Chatbot simple
1. Utiliser des librairies NLP comme NLTK ou spaCy.
2. Structurer des réponses prédéfinies via des règles (ou fine-tuner un modèle GPT-3).
3. Déployer sur une interface web avec Flask.

Étude de cas : Optimisation logistique
Analyser un dataset de livraisons pour prédire les délais avec une régression linéaire, puis proposer un algorithme de routage.