Cours 4: Les théories du traitement de l'information relatives au développement

Question 1

L’intelligence artificielle renvoie à quoi?

Answer 1

À l’étude ou au développement de comportements intelligents sur un support autre que le cerveau (généralement des machines). L’intelligence créée par l’humain.

Question 2

Qui a proposé le terme «intelligence artificielle»?

Answer 2

John McCarthy de l’Université de Pittsburgh dans les années 1950.

Question 3

Qu’est-ce qui a mené à l’émergence de la discipline de l’intelligence artificielle?

Answer 3

Le développement de l’ordinateur qui est le support artificiel par excellence.

Question 4

Nommez 7 exemples d’intelligences artificielles de la vie courante.

Answer 4

1- Siri
2- Sécurité des site web
3- Code NIP (carte de guichet et machine pour les carte)
4- Calculatrice
5- Thermostat
6- Guichet automatique
7- Imprimante

Question 5

Pourquoi un boulier qui aide à faire des mathématiques n’est-il pas une forme d’intelligence artificielle?

Answer 5

Parce que c’est nous qui faisons le calcul et non l’objet. L’objet à besoin d’un opérateur qui connait l’information d’entrée, l’information intermédiaire (comment s’en servir) et l’information de sortie (comment interpréter le résultat).

Question 6

En quoi consiste le modèle du passeur d’examen?

Answer 6

On fait comme si on voulait créer une machine qui pourrait passer un examen scolaire sans faire d’erreur.
1ère étape: il faut définir les opérations intermédiaires entre la condition initiale qui est de recevoir un examen et le but but ultime qui est de réussir l’examen.
2e étape: Il faut donner à la machine une fonction importante qui est le sélecteur de réponse. Il faut lui faire choisir la bonne réponse (ça devient vite complexe). Il faut qu’elle lise la question et détermine pour chaque réponse si celle-ci est la bonne et l’encercle. Ensuite, la machine doit déterminer s’il y a une seule réponse qui est encerclée pour la question, si c’est oui c’est correct et si c’est non elle doit recommencer.

Question 7

Pourquoi, dans le modèle du passeur d’examen, le problème simple devient rapidement complexe?

Answer 7

Parce que la fonction du sélecteur de réponse a besoin d’utiliser d’autres fonctions pour en arriver à la bonne réponse, donc le problème simple de choisir la bonne réponse devient rapidement complexe. De plus, cela ne solutionne qu’une partie du problème.

Question 8

Quelle serait la solution plus complète au modèle du passeur d’examen?

Answer 8

1- S’identifier
2- Lire les instructions
3- Appliquer le sélecteur de réponse à toutes les questions.
4- Remettre l’examen

Question 9

Quelle est l’utilité du modèle du passeur d’examen? (2)

Answer 9

1- Il est formel et complet, pourrait permettre d’atteindre le but «réussir l’examen» si la bonne information est disponible en mémoire à long temre ou autrement.
2- Le modèle du passeur d’examen permet d’apprécier la difficulté de construire un modèle «intelligent» pour résoudre une tâche relativement simple (comme réussir un examen à choix multiples) parce que chacune des étapes impliquées requiert un grand nombre d’opérations simples, mais adéquatement structurées.

Question 10

Pourquoi parle-t-on de René Descartes dans les origines de l’intelligence artificielle?

Answer 10

1- Il voyait le corps humain comme une machine hydraulique qui répond aux lois de la physique.
2- Il croyait qu’on pouvais simuler la vie humaine et donc en la possibilité d’un monde artificiel, il avait une fixation sur les automates, populaires à l’époque.
3- Pour Descartes. la différence entre un humain et une simulation d’un humain (une machine) c’est la présence de l’esprit. Pour lui, le corps et l’esprit sont séparés, donc si le corps est une machine, mais qu’il n’y a pas présence de l’esprit, alors ce ne peut pas être humain.

Question 11

Comment nomme-t-on le genre de thèse de Descartes qui dit que le corps et l’esprit sont séparés et que le corps est comme une machine?

Answer 11

C’est une thèse mécaniste.

Question 12

Que fait l’intelligence artificielle par rapport à la théorie de Descartes qui dit que le corps est comme une machine et que le corps et l’esprit sont séparés?

Answer 12

L’intelligence artificielle reprend la thèse de Descartes comme quoi le corps est une machine, mais en l’appliquant à l’esprit: l’esprit est semblable à une machine. L’esprit devient une machine parce qu’on crée, on programme, on contrôle l’intelligence artificielle.

Question 13

Qui est Alan Mathison Turing (1912 - 1954)

Answer 13

1- A cassé les codes Enigma et Fish utilisés par les Allemands durant la 2e Guerre Mondiale.
2- A jeté les bases conceptuelles de l’informatique avec la machine universelle de Turing qui est reprise par Von Neumann (Machine avec un input qui entre, un output qui sort et une mémoire).
3- A jeté les bases de l’intelligence artificielle en déterminant que l’intelligence, à sa plus simple expression, est une séquence de computations simples. (Quelque chose d’intelligent peut être décrit selon des tâches simples.)

Question 14

Quel postulat de Turing dans les années 1950 a contribué à l’émergence de l’intelligence artificielle?

Answer 14

Le postulat que l’intelligence repose sur des opérations logiques simples et ordonnées à mené les scientifiques à décomposer l’architecture cognitive humaine en ses composantes de base afin de créer l’intelligence artificielle forte.

Question 15

Durant quelle décennie et pour quelle raison l’intelligence artificielle a-t-elle commencé à faire son apparition?

Answer 15

Dans les années 1950, parce qu’il y avait une importante excitation autour de l’ordinateur à ce moment. La formulation de l’architecture de base de l’ordinateur par von Neumann permet les rêves les plus fous, dont celui des machines intelligentes.

Question 16

Qui sont les pionniers de l’intelligence artificielle forte? (8)

Answer 16

1- Herbert A. Simon
2- Alan Newell
3- Marvin Minsky
4- Seymour Papert
5- Récemment: Dave Klahr (pertinent en psychologie aujourd'hui)
Culturellement:
6- Fritz Lang
7- Isaac Asimov
8- Arthur C. Clarke

Question 17

À quoi sert le test de Turing? En quoi consiste-t-il?

Answer 17

Le test de Turing à déterminer si une machine est intelligente. Le test consiste en une communication entre un humain et un autre humain ou une machine alors que les 2 ne se voient pas. L’humain doit distinguer s’il communique avec un humain ou avec une machine si les deux communique de la même manière. Le moyen de communication utilisé est souvent le clavier. Si la personne n’arrive pas à distinguer s’il parle à un humain ou à une machine, la machine est considérée intelligente. Le test de Turing fait l’objet d’une compétition annuelle entre les plus grands de la technologie. Jusqu’à ce jour, aucun programme n’a passé le test.

Question 18

Pourquoi avoir modélisé le développement par des systèmes de production?

Answer 18

pour fournir des explications plus précises et plus satisfaisantes du développement que les anciennes théories comme celle de Piaget par exemple.

Question 19

Qu’est-ce qu’un système de production? Quels sont ses éléments de base?

Answer 19

Il s’agit d’un ensemble de simulations sur ordinateur du développement cognitif. Les éléments de base des systèmes de production sont les règles de production.

Question 20

Comment fonctionnent les règles de production dans un système de production?

Answer 20

Chaque règle de production est une règle de type «Si…Alors» qui indique ce que le système fait dans une situation particulière. (ex: SI j’ai mal à la tête ALORS je prend une aspirine)
L’ensemble des règles de production indique ce que le système fait dans une grande étendue de circonstances.

Question 21

Qui a introduit la notion de systèmes de production?

Answer 21

Emil Post en 1943.

Question 22

La notion de systèmes de production prouve quoi?

Answer 22

La notion de système de production prouve que les productions peuvent calculer tout ce qui est calculable.

Question 23

Quel est le cœur d’un système de production?

Answer 23

Une grande banque de règles de type «Si…Alors».

Question 24

Nommez un exemple de système de production.

Answer 24

Le pilote automatique des avions.

Question 25

Quelle est l’architecture typique des systèmes de production? Quel est leur type de fonctionnement?

Answer 25

Un système de production est composé d’une mémoire de production et d’une mémoire de travail. La mémoire reçoit les informations sur les conditions présentes. La mémoire de production c’est elle qui contient toutes les règles de productions (c’est comme la mémoire à long terme)
1- Il y a un interpréteur de la condition présente et il y a un appariement entre la condition présente et des règles en mémoire à long terme.
2- S’il y a plus qu’une règle liée à la condition présente, il y a une sélection qui est faite pour n’en choisir qu’une seule.
3- Exécuter l’action.

Les systèmes de production ont un fonctionnement sériel (ou séquentiel): ils appliquent les étapes 1,2 et 3 dans l’ordre et en boucle jusqu’à ce qu’aucune règle ne s’applique. L’information est traitée dans l’ordre.

Question 26

Quels sont les avantages des productions (ce qui est produit par les systèmes de production)? (7)

Answer 26

1- Les règles sont simples et claires (Si telle chose, alors telle chose…).
2- Le fonctionnement est simple: étape 1, étape 2 puis étape 3.
3- Les production sont dynamiques (comportement fonction de la mémoire à court terme, si une même situation se présente pas longtemps après la première, l’action sera répétée puisque mémoire à court terme).
4- Les productions sont modulaires: il n’y a pas d’interférences entre les processus.
5- Les productions sont modifiables.
6- L’uniformité (les connaissance sont des règles)
7- Le parallélisme partiel: Peut faire plus qu’une chose en même temps (ex: lors de la sélection de la règle).

Question 27

Quels sont les désavantages des productions? (4)

Answer 27

1- Les représentations sont limitées en raison du format des règles (si on veut faire reconnaitre un type d’image au grand complet, on ne peut pas avoir une seule règle).
2- Il y a une rigidité: ça fonctionne juste dans le cas où il y a une règle pour la situation précise, mais s’il y a un léger changement ça ne fonctionne plus.
3- Il y a une lenteur parce qu’il y a un effet d’entonnoir lors de l’appariement.
4- Il y a des problèmes de sélection quand il y a plus qu’une règle qui a ses conditions satisfaites (c’est le problème le plus important des productions).

Question 28

Quelles sont les différentes techniques de sélection qu’un système de production peut utiliser? (5)

Answer 28

1- Dans l’ordre: la première règle qui est satisfaite est choisie.
2- Par priorité: il y a des règles qui ont plus d’importance que d’autres et qui seront choisies en premier si elles sont satisfaites.
3- Par spécificité: la règles qui remplie le plus grand nombre de conditions.
4- Arbitrairement: choisir aléatoirement l’une des règles qui a ses conditions satisfaites.
5- Tout en parallèle: toutes les techniques en même temps.

Question 29

Quels sont les problèmes importants de l’intelligence artificielle? (3)

Answer 29

1- La sémantique du langage (quand un mot peut vouloir dire plus qu’un chose ou avoir un autre sens que celui littéraire).
2- La perception: pas de grandes capacités que celles qui existent sont presque inutiles.
3- L’apprentissage: il est minime comparativement à toute l’information qu’il faut lui donner au départ.

Question 30

Aujourd’hui, l’utilisation de l’intelligence artificielle faible a pris un tournant différent, lequel?

Answer 30

Elle ne cherche plus à expliquer la cognition humaine dans son ensemble, mais tente plutôt de résoudre des problèmes précis en effectuant des tâches cognitives particulières ou en ayant des applications industrielles comme aider à la décision ou à la création.

Question 31

Quelle est l’utilité de l’intelligence artificielle de nos jours?

Answer 31

1- On l’utilise dans des systèmes experts pour la gestion ou la recherche par exemple. Ces systèmes experts sont développés dans un but particulier, souvent dans un but de production.
2- On l’utilise dans la formalisation de théories psychologiques: les théories vagues doivent être traduites en mécanismes précis de manière à permettre un modèle viable.

Question 32

Est-ce que Deeper Blue qui a battu Gary Kasparov le champion d’échec sait jouer aux échecs? Pourquoi?

Answer 32

Non, Deeper Blue ne sait pas jouer aux échecs, il avait seulement une grande banque de toutes les positions d’échiquier et prédisait la meilleure position possible.
*Attention: dans cette histoire, il y avait Deep Blue et Deeper Blue, ce sont la même machine, mais avec un programme différent.

Question 33

Dans la perspective du traitement de l’information, les limites et la flexibilité de l’esprit humain ont des impacts sur quoi?

Answer 33

Sur la structure du modèle théorique et sur les processus du modèle théorique.

Question 34

Quelle est la structure de la perspective du traitement de l’information?

Answer 34

L’architecture cognitive.

Question 35

Dans la perspective du traitement de l’information, comment est l’architecture cognitive?

Answer 35

L’architecture cognitive est généralement considérée comme tripartite (trois parties):
1- La mémoire sensorielle
2- La mémoire de travail
3- La mémoire à long terme
*Les différentes théories de la perspective du traitement de l’information varient quant à l’importance de chacune des 3 mémoires.

Question 36

Qu’est-ce que la mémoire sensorielle dans la perspective du traitement de l’information?

Answer 36

Capacité de retenir brièvement une part relativement importante des informations qu’on perçoit.

Question 37

Quel test Sperling a-t-il fait afin de mettre en évidence les caractéristiques de la mémoire sensorielle?

Answer 37

Il a présenté à des adultes une matrice de 12 lettres réparties en trois rangées de quatre lettres pendant 1/20e de secondes. Immédiatement après la présentation des lettres, il a demandé de citer celles dont ils se rappelaient. Ils ont en général cité 4 ou 5 lettres (environ 40 % de la liste).
Ensuite, Sperling a modifié la procédure. Au lieu de demander de rappeler toutes les lettres, il leur a demandé de nommer uniquement les lettres d’une rangée particulière. Puisqu’il était impossible d’anticiper l’identité de la rangée, les participants devaient traiter les 12 lettres comme dans la 1ère tâche. Cependant, étant donné qu’il devaient citer le contenu d’une seule rangée, cela faisait en sorte de supprimer la nécessité de retenir les autres informations en même temps qu’ils citaient les lettres. Sperling a observé que lorsque l’expérimentateur indiquait la rangée à citer: -immédiatement après la disparition de la matrice= 80% des lettres qui formaient la rangée.
-1/3 de seconde après la disparition de la matrice= 55% de lettres de la rangée.
-1 seconde après la disparition de la matrice= 40 % des lettres de la rangée.
L’interprétation de Sperling est qu’une exposition d’un vingtième de seconde est suffisante pour que les lettres soient enregistrées sous forme d’une icône visuelle (une copie littérale du stimulus original), mais que cette icône s’estompe en un tiers de seconde puis disparaît après une seconde.
*Les enfants étaient moins bons que les adultes dans la première condition, mais autant bon que les adultes dans la deuxième condition.

Question 38

L’expérimentation de Sperling à propos de la mémoire sensorielle a mené à faire qu’elle découverte?

Answer 38

Une découverte concernant la mémoire sensorielle des enfants : la mémoire sensorielle d’un enfant de 5 ans est comparable à celle d’un adulte.

Question 39

Qu’est-ce que la mémoire de travail selon la perspective du traitement de l’information et quel est son rôle?

Answer 39

La mémoire de travail est le lieu où se déroule la pensée active: l’élaboration de nouvelles stratégies, le calcul des solutions aux problèmes arithmétiques, la compréhension de ce que nous lisons, etc.

Le rôle de la mémoire de travail est de combiner les informations en provenance de la mémoire sensorielle avec les informations stockées en mémoire à long terme et de transformer ces informations.

Question 40

Comment est la capacité de la mémoire de travail?

Answer 40

La capacité de la mémoire à court terme est limitée, elle ne peut traiter plus de 3 à 7 symboles à un moment donné. Sa capacité dépend de la tâche utilisée pour la mesurer (ex: on peut retenir plus de chiffres que de lettres).

Question 41

Qu’est que le magical number?

Answer 41

C’est le nombre maximum d’items qu’une personne peut enregistrer en mémoire de travail: 7 +/- 2

Question 42

Quelle est l’unité de stockage de la mémoire de travail?

Answer 42

Le chunk (bloc d’informations)

Question 43

Est-ce qu’il y a une seule mémoire de travail?

Answer 43

Non, il y a plusieurs mémoires de travail pour différentes modalités.

Question 44

Est-ce que la capacité de la mémoire de travail s’améliore avec le temps durant le développement?

Answer 44

Non, la capacité de la mémoire de travail ne semble pas changer durant le développement (donc il n’y a pas plus de chunks qui sont emmagasinés), mais c’est la durée qui semble s’améliorer en raison de l’auto-répétition.

Question 45

LA mémoire à long terme a-t-elle des limites de quantité et de durée?

Answer 45

Non, la mémoire à long terme n’a pas de limite de quantité et de durée contrairement à la mémoire sensorielle et à la mémoire de travail.

Question 46

Quelle mémoire parmi les trois de la perspective du traitement de l’information est responsable pour l’effet du bout de la langue (avoir un mot sur le bout de la langue)?

Answer 46

La mémoire à long terme, parce qu’il y a énormément d’information présentes même s’il y a un échec du rappel.
Ce phénomène nous informe sur la structure de la mémoire à long terme: Le stockage n’est pas sous la forme de tout ou rien. Les individus stockent les informations dans des unités distinctes et peuvent récupérer certaines unités mais pas d’autres. Les gens peuvent se rappeler plusieurs caractéristiques du mot comme sa première lettre, un mot de même sonorité, etc. sans être capable de nommer le mot précis.

Question 47

À quoi servent les processus?

Answer 47

Les processus servent à manipuler l’information en mémoire sensorielle, en mémoire de travail et en mémoire à long terme. Ils introduisent la flexibilité cognitive.

Question 48

Quels sont les deux processus importants pour le développement cognitif?

Answer 48

1- L’automatisation

2- L’encodage

Question 49

Quelle est l’utilité de l’automatisation pour le développement cognitif?

Answer 49

L’automatisation réduit la quantité d’attention requise pour faire une tâche. Elle libère les ressources mentales pour résoudre d’autres problèmes (ex: automatiser les règles de l’addition permet de résoudre plus facilement les problèmes de multiplication. L’automatisation est aussi sensible à la fréquence, donc plus quelque chose est fréquent et plus cette chose est automatisable. Ceci est utile lors de la formation de concepts chez les enfants puisque pour former ces concepts ils doivent apprendre les caractéristiques les plus fréquentes de ces concepts. Les enfants n’ont pas conscience d’acquérir les informations sur le nombre de fois qu’ils observent quelque chose, c’est de l’automatisation.

Question 50

Dans quel genre de situations l’automatisation peut-elle être nuisible?

Answer 50

Lorsque la situation ressemble à un problème typique qui a été automatisé, mais qui nécessite un traitement différent. Il peut alors y avoir interférence. (ex: Dans une situation où on présente l’addition de petits chiffres 5+4 qu’on fait rapidement disparaitre pour faire apparaitre une fraction de seconde plus tard le chiffre 9 et les personnes doivent dire si ce chiffre est l’un des termes du problème, les gens personnes vont être victime d’interférence et répondre que oui parce que c’est la réponse qu’il ont automatiquement trouvé à l’addition, mais ce n’est pas la bonne réponse à la question puisque ce sont les chiffres 5 et 4 qui font partie des termes du problème.)

Question 51

Vrai ou faux, les enfants peuvent généraliser l’automatisation.

Answer 51

Vrai.

Question 52

Quelle est l’utilité de l’encodage pour le développement cognitif?

Answer 52

L’encodage permet d’ignorer l’information non-pertinente afin d’encoder l’information pertinente. Savoir quelles caractéristiques encoder à un impact important sur la performance.

Question 53

Quelles sont les 5 théories du traitement de l’information?

Answer 53

1- La théorie néo-piagétienne de Case
2- Les théories psychométriques (Sternberg)
3- Les systèmes de production (Klahr)
4- Les théories connexionnistes
5- Les théories de l’évolution cognitive (Siegler)

Question 54

En quoi consiste la théorie néo-piagetienne de Case?

Answer 54

Il y aurait 4 stades développementaux:
1- Les opérations sensorimotrices
2- Les opérations représentationnelles
3- Les opérations logiques
4- Les opérations formelles
Le processus de transition entre les stades serait une croissance biologique dans la mémoire de travail et une élaboration de stratégies (opérations) ainsi que de l'automatisation.

Question 55

En quoi consiste les théories psychométriques? Quelle est la principale critique de ces théories?

Answer 55

Critique: Ce sont des théories principalement descriptives.
Elles réduisent le développement à des prédicteurs de changement dans les scores de Q.I. Elles disent que les 3 composantes reliées au Q.I. (acquisition, performance et métacomposantes) deviennent de plus en plus raffinées et permettent l’élaboration de stratégies. L’élaboration de stratégies constitue donc le moteur du développement.

Question 56

Dans la théorie des systèmes de production, comment se fait le développement?

Answer 56

Le développement se fait par une généralisation en 3 composantes:
1- Une ligne temporelle pour l’enregistrement continu des événements.
2- La détection des régularités afin de faire des prédictions.
3- L’élimination de la redondance (parce que c’est la même chose qu’avant donc on a pas besoin de l’encoder à nouveau).
*Le succès de cette théorie est limité.

Question 57

Les théories de l’évolution cognitive sont inspirée de quoi? Quelle est la principale critique de ces théories?

Answer 57

Les théories de l’évolution cognitive sont inspirées du darwinisme avec la compétition entre les idées, les règles, etc. On les critique parce qu’elles sont essentiellement descriptives.

Question 58

Quel est le but des théories du développement cognitif?

Answer 58

Elles essaient de spécifier ce qui est vague dans la théorie de Piaget.

Question 59

Quel est l’avantage de la perspective du traitement de l’information dans le développement cognitif?

Answer 59

La perspective du traitement de l’information donne un cadre plus formel pour discuter du développement et parfois même plus précis comme c’est le cas avec les systèmes de production.

Question 60

Qu’est-ce qui est généralement critiqué aux théories qui tentent de spécifier ce qui est vague dans la théorie de Piaget?

Answer 60

Ce qui est plus formel et précis ce sont les descriptions du développement, mais pas les mécanismes du développement. Il y a souvent des contradictions entre les théories et il y a beaucoup de choses qui ne sont pas expliquées ou qui ne peuvent pas être expliquées.