Java et IA. Est-il possible d’écrire de l’intelligence artificielle en Java ?

Nous continuons à parler de l'utilisation de Java dans les niches les plus en vogue et les plus tendances du marché informatique. Nous avons déjà écrit sur la façon dont Java est utilisé dans l'Internet des objets , les services cloud , le big data et la blockchain . Un autre créneau très intéressant et important est à venir : l’intelligence artificielle (IA). « L'intelligence artificielle sera la version parfaite de Google. Un moteur de recherche parfait qui sait tout sur Internet, comprend parfaitement ce que vous voulez et vous le donne. Pour l’instant, nous en sommes encore assez loin. Mais nous travaillons et nous nous rapprochons progressivement de la concrétisation de cette idée. Larry Page, co-fondateur de Google.

Pourquoi Java est-il populaire dans le développement de l’IA ?

Il existe de nombreux langages de programmation utilisés dans le domaine de l'IA, mais Java est sans aucun doute l'un des plus populaires. Java est notamment utilisé pour créer des solutions pour l'apprentissage automatique, les réseaux de neurones, les algorithmes de recherche, la programmation génétique et les systèmes multi-robotiques. Des fonctionnalités telles que l’orientation objet et l’évolutivité sont essentielles pour les projets d’IA, ce qui fait de Java la solution idéale pour eux. Étant donné qu'aujourd'hui les technologies d'IA sont déjà activement utilisées par les entreprises, les capacités Java sont très demandées, vous permettant de créer une version unique de l'application qui fonctionnera sur plusieurs plates-formes. Un autre avantage de Java dans la programmation de l’IA est la possibilité de coder différents types d’algorithmes. Et d'autres points forts et avantages de Java, que nous avons déjà mentionnés à plusieurs reprises, sont demandés dans le domaine du développement de l'IA. Parmi eux figurent la facilité de création et de débogage du code, le travail simplifié avec des projets à grande échelle, la visualisation simplifiée, ainsi que la disponibilité de Swing et SWT (Standard Widget Toolkit). Ces fonctionnalités vous permettent de créer des graphiques et des interfaces attrayants et complexes. « L’intelligence artificielle se développe à un rythme incroyable. À moins d’avoir un contact direct avec des équipes de scientifiques travaillant sur l’IA, vous n’avez aucune idée de la rapidité avec laquelle les progrès progressent à un rythme proche de l’exponentiel. Elon Musk, fondateur de SpaceX et Tesla Motors.

Projets d'IA en Java

Le code Java est utilisé par de nombreux projets liés à l'un ou l'autre domaine de l'IA. Voici quelques exemples intéressants.

• Des robots mobiles pour la recherche sur le cercle polaire arctique

  À l'aide de l'API Java, les scientifiques ont créé une gamme de robots mobiles utilisés pour la recherche dans le cercle polaire arctique, au Groenland et en Antarctique. Bien entendu, les technologies Java sont également utilisées dans le développement d'autres robots mobiles autonomes, mais dans le cas des appareils permettant d'explorer le cercle polaire arctique, il existe surtout de nombreuses informations ouvertes sur Internet.

  Ainsi, l'interface graphique utilisateur (GUI) de ces robots est développée à l'aide des outils Java Swing. Parce que Swing est facile à utiliser et peut interagir directement avec les composants, cette plate-forme a été choisie pour fournir des capacités de contrôle et de surveillance des robots.

• Moteur neuronal JOONE

  JOONE Neural Engine (Java Object Oriented Neural Engine) est une multiplateforme populaire qui vous permet de créer, former et tester des réseaux de neurones.

  Joone se compose d'une architecture de composants, c'est-à-dire qu'elle est basée sur des composants complémentaires qui peuvent être étendus pour construire de nouveaux algorithmes et architectures de réseaux neuronaux.

  Les composants sont des modules de code attachés pour créer un flux d'informations. De nouveaux composants peuvent être ajoutés ou supprimés. De plus, Joone dispose d'une application GUI qui vous permet de créer et de tester graphiquement n'importe quel réseau de neurones, ainsi que d'un environnement de formation distribué qui vous permet de former des réseaux de neurones sur de nombreuses machines distantes.

• Code robot

  Robocode est un jeu open source basé sur Java assez ancien, bien connu et toujours populaire qui permet aux utilisateurs d'apprendre les principes de la programmation Java. Il est également bien adapté pour apprendre les principes de base de la robotique et de l’intelligence artificielle.

  Dans Robocode, le joueur crée son propre tank robot, programme sa stratégie et développe une intelligence logicielle, en compétition avec les robots des autres utilisateurs. Créé pour la première fois en 2000, Robocode est toujours l'un des jeux les plus populaires et les plus célèbres pour les programmeurs.

• Suite d'apprentissage automatique WEKA

  La suite d'apprentissage automatique Waikato Environment for Knowledge Analysis (WEKA) est une liste ouverte d'algorithmes utilisés pour développer des méthodes d'apprentissage automatique. Tous les algorithmes WEKA sont adaptés à l'apprentissage automatique et à l'exploration de données.

  La suite WEKA Machine Learning est désormais largement utilisée dans l’environnement commercial, offrant aux entreprises une analyse simplifiée des données et des analyses prédictives.

• Chatbot Alice

  Le chatbot ALICE (Artificial Linguistic Internet Computer Entity), également connu sous le nom d'Alicebot ou simplement Alice, est un programme capable de dialoguer avec une personne en langage naturel. Inspiré du premier programme conversationnel, ELIZA, il utilise une technique qui fait correspondre de manière heuristique les phrases de l'utilisateur avec les modèles de la base de connaissances. ALICE est considérée comme l'un des meilleurs chatbots et a remporté trois fois le prix Loebner (le prix Loebner est décerné au gagnant du concours annuel AI Loebner, dans lequel les programmes s'affrontent pour réussir le test de Turing).

« Nous appelons cela l’intelligence artificielle, mais en réalité cette technologie améliore et complète notre intelligence. Par conséquent, au lieu d’intelligence artificielle, je l’appellerais intelligence augmentée. Ginni Rometty, PDG d'IBM

Bibliothèques d'IA en Java

Il faut dire qu'aujourd'hui, presque tous les programmeurs Java avertis possédant des connaissances de base des algorithmes et des concepts Java traditionnels peuvent mettre en œuvre des solutions basées sur certaines technologies du domaine de l'IA. Pour ce faire, il existe tout un tas de bibliothèques Java ouvertes qui vous aideront à implémenter de nombreuses fonctions assez complexes. Il convient seulement de noter que l'IA en général est un domaine assez vaste, et nous parlerons aujourd'hui des bibliothèques Java dans les niches d'IA les plus populaires, telles que le traitement du langage naturel, l'apprentissage automatique, les réseaux de neurones, etc.

Systèmes experts

En IA, les systèmes experts sont des systèmes informatiques qui imitent les capacités humaines de prise de décision.

• Apache Jena

  Apache Jena est un framework Java ouvert permettant de créer des applications de Web sémantique et de données liées basées sur le modèle RDF. Sur le site officiel d'Apache Jena, vous pouvez trouver un guide détaillé d'utilisation de ce framework avec une brève description de la spécification RDF.

• Métier à tisser électrique

  PowerLoom (PowerLoom Knowledge Representation and Reasoning System) est une plate-forme permettant de créer des applications intelligentes basées sur les connaissances. PowerLoom utilise un langage de représentation des connaissances (une variante de KIF), qui repose sur un mécanisme de déduction naturelle. Ce mécanisme est capable de créer une chaîne logique pour obtenir des conclusions basées sur les faits et les règles spécifiées dans la base de connaissances.

• D3Web

  D3web — это семантический механизм рассуждений с открытым исходным codeом для разработки, тестирования и применения фактических знаний в конкретной ситуации. D3web включает в себя целый ряд комплексных алгоритмов. На официальном сайте можно найти краткое введение в платформу со множеством примеров ее применения и documentацией.

“Я думаю, что искусственный интеллект — это практически гуманитарная дисциплина. На самом деле, это ни что иное How попытка понять человеческий интеллект и сознание человека.” Себастьян Трун (Sebastian Thrun), эксперт в компьютерных науках и глава компании Kitty Hawk Corporation.

Нейронные сети

• Neuroph

  Neuroph — это библиотека с открытым исходным codeом для создания нейронных сетей и использования машинного обучения, написанная на Java.

  Пользователи Neuroph могут создавать нейросети через предоставленный графический интерфейс or с помощью Java-codeа. На сайте Neuroph есть documentация, в которой также подробно объясняется, что такое нейронная сеть на самом деле и How она работает.

• Deeplearning4j

  Deeplearning4j — это библиотека глубокого обучения для JVM, которая также предоставляет API для создания нейронных сетей. На сайте Deeplearning4j можно найти множество учебных пособий и теории, чтобы углубить познания в сфере глубокого обучения и нейросетей.

Обработка естественного языка

• Apache OpenNLP

  Apache OpenNLP — это основанный на технологии машинного обучения инструментарий для обработки текста на естественном языке. На сайте есть documentация с информацией о том, How использовать данную библиотеку.

• Stanford CoreNLP

  Stanford CoreNLP — это один из самых популярных фреймворков для обработки естественного языка, который включает в себя множество инструментов для выполнения задач в этой области.

“Года работы в сфере искусственного интеллекта достаточно, чтобы заставить человека поверить в Бога.” Алан Перлис (Alan Perlis), эксперт в компьютерных науках и преподаватель в Университете Пердью, Университете Карнеги-Меллона и Йельском университете.

Машинное обучение

• Java Machine Learning Library (Java-ML)

  Java-ML — это открытый Java фреймворк, который содержит целый набор различных алгоритмов машинного обучения для программистов. На сайте проекта можно найти официальную documentацию с туториалами по возможностям применения Java-ML с примерами codeа.

• Weka

  Weka — это коллекция алгоритмов машинного обучения, которые можно применять непосредственно к датасету через предоставленный графический интерфейс or вызывать через API.

• RapidMiner

  RapidMiner est une plate-forme d'exploration de données qui fournit divers algorithmes d'apprentissage automatique via une interface graphique et une API Java. Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux manuels et autres documents sur l'utilisation de RapidMiner.

• Algorithmes génétiques

  Un algorithme génétique est un algorithme de recherche heuristique utilisé pour résoudre des problèmes d'optimisation et de modélisation en sélectionnant, combinant et faisant varier de manière aléatoire les paramètres souhaités à l'aide de mécanismes similaires à la sélection naturelle dans la nature.

• Jénétique

  Jenetics est une bibliothèque avancée d'algorithmes génétiques et évolutifs, de programmation génétique et d'optimisation multi-objectifs écrite en Java moderne. Sur le site Web du projet , vous pouvez trouver de la documentation et des tutoriels pour les nouveaux utilisateurs.

• CJCE 23

  ECJ 23 est un cadre de recherche basé sur Java avec un fort support pour les algorithmes génétiques. Développé à l'ECLab de l'Université George Mason aux États-Unis.

• Cadre horloger

  Le Watchmaker Framework est un framework conçu pour implémenter des algorithmes génétiques et évolutifs indépendants de la plate-forme en Java. Sur le site Web du projet, vous pouvez trouver des informations sur le framework avec une documentation détaillée et des exemples de son utilisation.

Au lieu d'un épilogue

Comme mentionné ci-dessus, l’IA est un domaine très vaste et il existe un grand nombre de frameworks et de systèmes assez simples à utiliser et qui peuvent être utiles dans une grande variété d’applications et pour résoudre différents types de problèmes. Aujourd’hui, le champ d’application de l’IA augmente très rapidement, ce qui signifie que les entreprises ont besoin de plus en plus de spécialistes qualifiés dans les technologies de l’IA. Si les segments d'application de l'IA énumérés ci-dessus vous semblent intéressants, il vaut mieux ne pas retarder leur connaissance - ces connaissances et compétences sont presque garanties d'être utiles.