×

Résumé

À travers cette activité, on démystifie l’intelligence artificielle (IA) et on explore l’apprentissage automatique  (Machine Learning). Par une discussion de groupe, les participants seront amenés à comprendre ce qu’est l’intelligence artificielle. Cette activité amènera aussi les participants à utiliser un microcontrôleur (micro:bit) pour l’élaboration d’un programme permettant l’apprentissage automatique avec le processus d’essai-erreur (programmation traditionnelle).

Procédure

Préparation

  • Vérifier que tout le matériel électronique (tablette électronique, pile, etc.) est chargé.

Introduction : l’intelligence artificielle (IA)

  1. En groupe, ouvrir la discussion sur la possibilité qu’un robot puisse être intelligent. Selon vous, un robot peut-il être intelligent et comment pourrions-nous évaluer si quelque chose est intelligent?
  2. Définir avec les participants ce qu’est l’intelligence artificielle.
    • L’intelligence artificielle pourrait être définie comme un ensemble de systèmes de programmes informatiques complexes aptes à résoudre certains problèmes ou à faire certaines tâches normalement réservées aux êtres humains.
  1. Évaluer avec les participants si l’intelligence artificielle s’applique seulement au robot. Sortir avec eux quelques exemples du quotidien qui comporte de l’intelligence artificielle.
    • Chatterbot, gestion des courriels (filtration), amélioration des interactions dans les médias sociaux, méthode prédictive de recherche sur Internet, recommandation de produits en ligne, application permettant la sélection des meilleurs trajets selon le trafic…
  1. Après évaluation de leur quotidien, interroger les participants à savoir s’ils ont déjà été en contact avec de l’intelligence artificielle.
  2. Introduire à la discussion la manière dont un robot pourrait apprendre de nouvelles connaissances en parlant brièvement de l’apprentissage automatique (machine).
    • Les robots sont capables d’apprendre grâce à l’apprentissage automatique. Cette forme d’apprentissage permet à l’intelligence artificielle, par le biais d’algorithmes, de déceler les informations (les données) récurrentes pour générer une réponse en fonction des informations recueillies. En bref, l’apprentissage automatique amène les robots à trouver des relations statistiques dans les données et à émettre des déductions lorsqu’ils sont en présence de nouvelles données.

Phase d’initiation :

Présentation de l’interface de programmation
  1. Placer les participants en petits groupes.
  2. Présenter l’équipement électronique (micro:bit) et ses fonctionnalités.
  3. Remettre à chacune des équipes un microcontrôleur (micro: bit) et une tablette ou un ordinateur.
  4. Diriger les participants vers l’application micro:bit ou le site Web pour que ceux-ci puissent explorer l’interface de programmation.
    • Au besoin, présenter les onglets et les blocs de programmation ainsi que la procédure pour ajouter et supprimer des blocs de programmation.
Programmation d’un dé
  1. Familiariser les participants avec les concepts de programmations (boucle, condition, variable et évènement).
  2. Mettre en pratique les concepts de programmation vus précédemment en les appliquant à la création d’un programme ayant pour but de reproduire un dé.
    • Au besoin, faire la démarche de création de l’algorithme en pas-à-pas avec le groupe entier en questionnant les participants.
  1. Expliquer la procédure de téléchargement du programme sur le micro:bit. 

Phase de conceptualisation :

Comment les robots peuvent-ils apprendre?/Apprentissage automatique par essai-erreur
  1. Pour donner suite à la discussion sur l’apprentissage automatique, montrer aux participants que cet apprentissage peut se faire par essai-erreur.
  2. Sélectionner secrètement un nombre entier (0-10) et l’inscrire sur une feuille de papier.
  3. Inviter des participants à l’avant pour afficher l’ensemble des possibilités.
  4. Inviter les participants à deviner ce nombre.
  5. Questionner les participants sur l’efficacité à trouver le bon nombre.
  6. Amener les participants à s’interroger sur la meilleure technique pour deviner le plus rapidement possible (avec le moins d’essais/d’itération) un nombre secrètement choisi. Est-ce au hasard, en augmentant la valeur du nombre graduellement ou en utilisant la rétroaction humaine (feedback) pour diminuer l’intervalle de recherche?
    • Note : lorsque l’apprentissage-machine est réalisé avec une rétroaction, on fait alors référence à l’apprentissage par renforcement.
  1. Refaire l’exercice en utilisant la technique que les participants auront suggérée.
    • En profiter pour décortiquer chacune des étapes et des essais effectués dans l’exercice.
  1. Guider les participants afin qu’ils déterminent un algorithme leur permettant de découvrir le nombre secret le plus rapidement possible.
    • Déterminer avec eux quelles seraient les variables à inclure à leur programme.
      • Se baser sur les analyses faites de leur technique.
        • i. Nbre_Max
        • ii. Nbre_Min
        • iii. Tentative
        • iv. Réussite
    • Déterminer avec eux quel genre de boucle ils auront à utiliser. Boucle infinie ou boucle à condition d’arrêt.
    • Suggérer d’utiliser une condition et des évènements (pour leur rétroaction).
  1. Inviter maintenant les participants à télécharger leur programmation sur le micro: bit et à tester ses capacités d’apprentissage!
  2. Essayer maintenant de voir si le micro:bit est capable de réaliser cette tâche de manière plus efficace que les participants (en moins de tentatives).

L’algorithme final pourrait ressembler au code qui suit :

 

Réflexion & compte rendu

  • Questionner les participants sur les tâches du quotidien qui pourrait être remplacées par ce type de technologie.
  • Les amener à réfléchir sur la possibilité de programmer eux-mêmes des robots de cette manière.
    • Quel genre de robot programmeraient-ils?
    • En quoi ces robots seraient-ils utiles?

Prolongements & modifications

Les personnes qui sont à l’aise avec le langage Python peuvent programmer leur micro:bit avec ce langage au lieu de la méthode par bloc (JavaScript).

Activité complémentaire

Conception et programmation d’un robot EV3 Mindstorm dans le but de le programmer pour accomplir une tâche par apprentissage automatique supervisé ou non par essai-erreur.

Ce site utilise des cookies pour vous garantir la meilleure expérience utilisateur. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation de cookies.
Acceptez