Technologies automatisées et émergentes

Un système automatisé 自动化系统 est un mélange de logiciels et de matériel qui capte et répond aux données dans son environnement 环境, sans besoin d'intervention humaine 人工干预. En d'autres termes, il fonctionne tout seul.

Exemples de systèmes automatisés :

• un système de chauffage central 中央供暖;
• un processus chimique 化学过程 dans une usine;
• une serre 温室 (pour cultiver des plantes);
• une barrière de parking 停车场道闸.

Capteurs, microprocesseurs et actionneurs

Trois parties travaillent ensemble dans un système automatisé.

Le cycle fonctionne comme ceci :

1. Le capteur envoie des données au microprocesseur.
2. Le microprocesseur compare ces données avec des valeurs stockées 存储值 et prend une décision.
3. Le microprocesseur envoie des signaux aux actionneurs pour prendre des mesures.

Par exemple, dans une serre : un capteur de température lit la chaleur ; le microprocesseur le compare à la valeur souhaitée ; s'il fait trop chaud, le microprocesseur signale à un actionneur d'ouvrir une fenêtre.

Le programme mentionne de nombreux types de capteurs 传感器类型, chacun lisant une grandeur physique – par exemple un accéléromètre 加速度计 (mouvement ou inclinaison), un capteur d'humidité 湿度 (eau dans l'air), et un capteur de proximité 接近 (un objet proche) :

Pour choisir un capteur pour un scénario donné, choisissez celui qui lit la bonne grandeur physique : un aquarium nécessite des capteurs de pH et de température ; une porte automatique nécessite un capteur infra-rouge / proximité.

Avantages et inconvénients

Les systèmes automatisés sont utilisés dans de nombreuses situations, telles que l'industrie, les transports, l'agriculture 农业 (culture), la météo (collecte de données), les jeux vidéo et l'éclairage.

Exemple résolu. Décrivez comment une serre automatique maintient la température à 25 °C. Un capteur de température mesure en continu la température et envoie sa lecture, convertie en numérique par un CNA, au microprocesseur. Le microprocesseur compare cette lecture avec la valeur stockée de 25 °C. Si la température est supérieure, le microprocesseur signale à un actionneur d'ouvrir une fenêtre ou d'allumer un ventilateur ; si elle est inférieure, il allume un chauffage. L'ensemble de la boucle se répète continuellement. Deux points sont presque toujours attribués aux mots-clés « compare avec une valeur stockée (préréglée) » et « le processus se répète » — une description qui s'arrête à « le capteur dit à l'ordinateur » les fait manquer.

Robotique 机器人技术 is the branch of technology that deals with the design, building and operation of robots 机器人.

Un robot possède ces caractéristiques :

• une structure physique 物理结构 (un corps mécanique 机械的, tel que des bras) ;
• des composants électriques 电子元件 (moteurs, capteurs et câblage) ;
• des instructions programmables 可编程指令 — il suit un programme qui peut être modifié.

Ce que font les robots

Les robots peuvent remplir de nombreux rôles, par exemple :

• équipement d'usine 工厂设备 — construire des voitures, souder, déplacer des pièces lourdes ;
• appareils ménagers 家用电器 — comme un aspirateur robot vacuum cleaner 吸尘器.

Une limite essentielle du robot est qu'il ne peut pas penser seul. Il ne peut pas prendre ses propres décisions lorsqu'un événement inattendu survient.

Intelligence artificielle 人工智能 (IA) is the simulation 模拟 of human intelligence by computer systems. Cela signifie qu'un ordinateur effectue des tâches nécessitant normalement la pensée humaine.

Caractéristiques de l'IA

Les systèmes d'IA possèdent généralement ces fonctionnalités :

• ils collectent des données et les règles 规则 pour utiliser ces données ;
• ils ont la capacité de raisonner 推理 (résoudre des problèmes en utilisant les règles) ;
• ils ont la capacité de tirer des conclusions 得出结论, qui peuvent être approximatives 近似的 (une meilleure estimation) ou définies 确定的 (certaines) ;
• ils ont la capacité d'apprendre 学习 à partir de données ;
• ils ont la capacité de s'adapter 适应 — de modifier leur comportement selon les nouvelles données reçues.

Exemples d'IA

• systèmes experts 专家系统 — logiciels qui donnent des conseils comme un expert humain (par exemple, aider un médecin à poser un diagnostic) ;
• traitement du langage naturel 自然语言处理 — compréhension de la parole ou du texte humain ;
• voitures autonomes 自动驾驶汽车.

À l'intérieur d'un système expert

Un système expert 专家系统 stocke l'expertise humaine et raisonne à partir de celle-ci. Il comprend quatre parties :

• une base de connaissances 知识库 – les faits stockés sur le sujet ;
• une base de règles 规则库 – les règles « si… alors… » qu'appliquerait un expert humain ;
• non moteur d'inférence 推理引擎 – applique les règles aux faits pour aboutir à une conclusion ;
• une interface utilisateur 用户界面 – pose des questions à l'utilisateur et affiche le résultat.

L'interface collecte les faits auprès de l'utilisateur ; le moteur d'inférence applique la base de règles à la base de connaissances ; et le système produit un diagnostic ou une probabilité — utilisé pour aider un médecin à diagnostiquer une maladie ou pour détecter une panne automobile.

Apprentissage automatique

Apprentissage automatique 机器学习 is a program that improves its own performance through experience, sans être explicitement reprogrammé. Il trouve des modèles dans les données et s'adapte : un moteur de recherche devient meilleur pour classer les résultats, un assistant vocal reconnaît plus précisément les commandes vocales, et un aspirateur robot apprend progressivement l'aménagement d'une pièce.

IA étendue, générale et forte

• Apprendre la boucle de contrôle : un capteur mesure une grandeur → le microprocesseur la compare à une valeur stockée → un actionneur exécute une action ; ensuite la boucle se répète.
• Ne pas confondre les composants : un capteur envoie des données vers l'intérieur ; un actionneur provoque un mouvement vers l'extérieur.
• Un robot suit des instructions programmables et ne peut pas prendre ses propres décisions lorsqu'un événement inattendu survient.
• IA simule la pensée humaine : elle collecte des données et des règles, raisonne, tire des conclusions, et peut apprendre et s'adapter.
• Connaître les niveaux d'IA : étendues (une seule tâche ; toute l'IA actuelle), générale (n'importe quelle tâche humaine), forte (consciente d'elle-même ; n'existe pas encore).