Enseignement scientifique · Terminale · Contrôle n°1
De la machine de Turing à l'intelligence artificielle
Un contrôle d'enseignement scientifique de 60 minutes sur Turing et l'intelligence artificielle : la machine abstraite qui définit le calculable, la limite négative qu'elle établit, la différence entre règle écrite et apprentissage, les biais qui viennent des données, et ce qu'un système optimise. Vingt points, barème détaillé, et une correction qui dit pourquoi à chaque question.
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Avant de commencer
- Demander la performance par catégorie, jamais seulement le score moyen.
- Une moyenne cache une répartition.
- Ce qui manque à l’entraînement manque au système.
- Prédire n’est pas expliquer.
- Ce qu’un système optimise a été choisi par quelqu’un.
- La bonne question n’est pas si la machine pense, mais d’où vient son comportement.
Exercice 1 — La machine de Turing
4 pts · 11 minDéfinir la machine de Turing
Réponds à chaque question.
1.De quoi la machine de Turing se compose-t-elle ?
1 ptVoir la correction
D’un ruban de cases, d’une tête qui lit un symbole, l’efface ou le remplace et se déplace, et d’une table de règles finie.
C’est un modèle abstrait, décrit en 1936.
2.Quel est son intérêt ?
1 ptVoir la correction
Définir ce qui est calculable : est calculable ce qu’une telle machine peut produire.
Son intérêt n’est donc pas l’efficacité.
3.Quel sens précis donne-t-elle au mot algorithme ?
1 ptVoir la correction
Une suite finie d’instructions non ambiguës.
Sans cette définition, le mot resterait flou.
4.Quel est le résultat le plus important attaché à ce modèle ?
1 ptVoir la correction
Un résultat négatif : certains problèmes n’admettent aucun algorithme, quelle que soit la puissance de la machine.
La limite ne tient ni au matériel ni au temps disponible.
Exercice 2 — Règle écrite et apprentissage
5 pts · 14 minDistinguer règle et apprentissage
Réponds à chaque question.
1.Comment fonctionne la première façon de faire agir une machine ?
1 ptVoir la correction
Un humain écrit les règles, et le programme applique ce qui a été prévu.
La règle appliquée est donc lisible.
2.Comment fonctionne l’apprentissage ?
1 ptVoir la correction
On fournit des données et le système ajuste ses paramètres pour reproduire au mieux les régularités qu’elles contiennent.
Personne n’écrit alors la règle appliquée.
3.Peut-on toujours énoncer cette règle après coup ?
1 ptVoir la correction
Non.
C’est ce qui distingue le plus nettement les deux façons de faire.
4.Que connaît du monde un système qui apprend ?
1 ptVoir la correction
Seulement ce que ses données en montrent.
Ce qui manque à l’entraînement manque au système.
5.Comment le système se comporte-t-il sur ce qu’il n’a jamais vu ?
1 ptVoir la correction
Il répond avec la même assurance que sur ce qu’il maîtrise.
Rien dans son fonctionnement ne signale la différence.
Exercice 3 — Biais et performance
4 pts · 11 minAnalyser une performance
Réponds à chaque question.
1.D’où viennent les biais d’un système qui apprend ?
1 ptVoir la correction
De ses données : il les reproduit sans savoir qu’il en a.
Le système ne dispose d’aucun moyen de les détecter.
2.Que cache une moyenne ?
1 ptVoir la correction
Une répartition.
Les erreurs peuvent se concentrer sur une catégorie précise.
3.Sur quelle catégorie les erreurs se concentrent-elles typiquement ?
1 ptVoir la correction
Sur une catégorie sous-représentée dans les données d’entraînement.
Le système peut y échouer systématiquement tout en affichant un score élevé.
4.Que faut-il demander plutôt qu’un score moyen ?
1 ptVoir la correction
La performance par catégorie.
Un taux global ne dit rien à la personne qui tombe dans la mauvaise catégorie.
Exercice 4 — Ce qu'un système ne fait pas
4 pts · 13 minÉnoncer les limites d'un système
Réponds à chaque question.
1.Que trouve un système d’apprentissage, et qu’il n’établit pas ?
1 ptVoir la correction
Il trouve des corrélations ; il n’établit pas de causes.
Prédire n’est pas expliquer : un lien statistique ne dit pas d’où il vient.
2.Ce qu’un système optimise est-il une donnée technique ?
1 ptVoir la correction
Non : il a été choisi par quelqu’un.
Ce choix se fait dans un fichier de configuration, et n’en est pas moins un arbitrage.
3.Maximiser les bonnes réponses et minimiser les erreurs les plus graves donnent-ils le même système ?
1 ptVoir la correction
Non.
L’objectif retenu change le comportement obtenu.
4.Quel est le seul critère utile en classe devant un système dit intelligent ?
1 ptVoir la correction
Savoir d’où vient son comportement : d’une règle qu’on peut lire, ou de données qu’il faut examiner.
Savoir si la machine « pense » n’avance à rien.
Exercice 5 — Trouve l'erreur
3 pts · 11 minRepérer une erreur et la corriger
Chaque affirmation est fausse. Écris ce qu’il fallait dire.
1.« Ce système atteint 95 % de bonnes réponses : il est fiable pour tous les cas. »
1 ptVoir la correction
Une moyenne cache une répartition : les erreurs peuvent se concentrer sur une catégorie sous-représentée.
Il faut demander la performance par catégorie.
2.« L’algorithme a trouvé que ces deux variables sont liées : la première cause la seconde. »
1 ptVoir la correction
Un système d’apprentissage trouve des corrélations, il n’établit pas de causes.
Il faudrait un protocole distinct pour établir un lien causal.
3.« Ce que le système optimise est une question purement technique. »
1 ptVoir la correction
Cet objectif a été choisi par quelqu’un : c’est un arbitrage.
Maximiser les bonnes réponses et minimiser les erreurs graves ne donnent pas le même système.
Barème — ce que le correcteur regarde
Les lignes chiffrées couvrent les 5 exercices et totalisent 20 points.
Ex.1La machine de Turing
4 points — 1 par question
Point perdu si : Le modèle jugé sur son efficacité.
Ex.2Règle écrite et apprentissage
5 points — 1 par question
Point perdu si : Les deux façons de faire agir une machine confondues.
Ex.3Les biais et la performance
4 points — 1 par question
Point perdu si : Un score global pris pour une garantie.
Ex.4Ce qu’un système ne fait pas
4 points — 1 par question
Point perdu si : Une corrélation présentée comme une cause.
Ex.5L’erreur repérée, et la réponse juste donnée
3 points — 1 par ligne
Point perdu si : Une correction qui garde la moyenne pour une garantie.
Et maintenant ?
- 16 à 20
- Le chapitre est acquis. Entraîne-toi maintenant à examiner une sortie d'algorithme en cinq temps : règle écrite ou apprentissage, les données d'entraînement et ce qui y manque, la performance par catégorie, corrélation ou cause, et ce que le système optimise.
- 10 à 15
- Refais l'exercice 3 en te demandant chaque fois ce qu'un score moyen peut cacher.
- moins de 10
- Reprends la fiche de cours et retiens le seul critère utile en classe : savoir d'où vient le comportement de la machine.
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