Mission R.O.B.B.Y · Mercredi 3 sur 7 · Intelligence artificielle

L'œil de l'IA : apprendre à reconnaître, et apprendre à se tromper

Dessine n'importe quoi en vingt secondes. La machine va deviner ce que c'est — et elle va y arriver.

2 h 30 d’activités5 temps8-12 ansgroupe de 12 à 15

L’idée que les enfants emportentUne intelligence artificielle n'est pas programmée ordre par ordre : on lui montre des exemples étiquetés, elle en tire des ressemblances, et elle répond ensuite avec un pourcentage de confiance. Sa qualité dépend entièrement des exemples qu'on lui a donnés.

R.O.B.B.Y parle et bouge, mais il ne voit rien. Aujourd'hui, on lui donne des yeux. On commence par jouer nous-mêmes le rôle de l'intelligence artificielle avec des cartes, pour comprendre de l'intérieur comment elle apprend et pourquoi elle se trompe. Ensuite, chacun entraîne une vraie IA sur tablette. Enfin, on fabrique les trois panneaux de la Planète et on entraîne ensemble, sur un seul appareil, un modèle qui apprend à les reconnaître avec la caméra. Vous verrez son score de confiance monter en direct.

Avant de commencer

À préparer la veille ou le matin même.

La préparation

C'est la séance à tester impérativement la veille, et voici pourquoi. L'entraînement par caméra (Teachable Machine) fonctionne bien sur un ordinateur avec le navigateur Chrome, mais il rame ou plante souvent sur tablette, et beaucoup de réseaux filtrent les adresses dont le site a besoin. Fais donc trois choses la veille : essaie sur ton meilleur appareil, autorise la caméra, et si la page reste blanche, teste en partage de connexion 4G depuis un téléphone — si ça marche en 4G et pas en wifi, c'est le réseau qui bloque, et tu feras la séance en 4G. La règle d'or est de ne PAS prévoir cet outil sur les huit tablettes : un seul appareil qui marche suffit, l'entraînement se fait en collectif et c'est même mieux ainsi. Le cœur de la séance, celui qui ne peut pas tomber en panne, reste le jeu de cartes débranché et l'IA pour les océans sur Code.org, qui fonctionne en français dans un simple navigateur. Prépare enfin les 30 cartes-panneaux dessinées de façons très variées, et une série de cartes piégées, toutes de la même couleur.

Le matériel du jour

Outils & ressources

Les règles de sécurité

Le déroulé de la séance

5 temps · 2 h 30 d’activités sur les 3 heures.

L’accroche — tous ensemble

L'accroche — la machine qui devine tes dessins

~10 min
Sur la table
  • 1 tablette avec Quick, Draw! ouvert
  • Le groupe regroupé autour
  1. Tout le monde autour d'une seule tablette. Un enfant dessine, en 20 secondes, ce que le jeu lui demande. La machine annonce ce qu'elle croit reconnaître, pendant qu'il dessine.

  2. On enchaîne quatre ou cinq enfants. Ça marche presque à chaque fois, même avec des dessins ratés — c'est justement ce qui surprend.

  3. Puis on dessine exprès quelque chose de bizarre ou de très mal fait : la machine se trompe, ou hésite. On rit, et on retient le moment.

  4. Question ouverte, sans donner la réponse : « comment elle sait ? Est-ce que quelqu'un lui a expliqué à quoi ressemble un chat ? »

  5. On annonce la séance : « aujourd'hui, on va découvrir comment elle a appris — et on va lui apprendre quelque chose nous-mêmes. »

Ce qui se passe

Une IA de reconnaissance n'a pas reçu de description : elle a vu des milliers d'exemples dessinés par des humains, et elle cherche des ressemblances avec ce qu'elle connaît déjà.

À expliquer aux enfants — on prend le temps
  • Ne dis surtout pas comment ça marche à ce moment-là. La question « comment elle sait ? » doit rester ouverte pendant tout le Temps 1 : ce sont les cartes qui donneront la réponse, pas toi.
  • Note au tableau les hypothèses des enfants, même farfelues. On y reviendra à la fin de la séance pour rayer celles qui sont fausses — c'est très satisfaisant pour eux.
Sécurité

Une seule tablette, tout le monde assis autour, écran incliné pour que chacun voie.

Temps 1 — On enquête

Devenir l'IA avec des cartes, puis entraîner une vraie IA sur tablette

~50 min

~50 min · une moitié sans écran, une moitié sur tablette · 2 groupes qui échangent

Le même test de 8 cartes, une fois après 12 exemples puis après 2 seulement : avec peu d’exemples, le groupe se trompe beaucoup. Une IA se comporte exactement pareil.
Entraînés avec des STOP toujours rouges et des AVANCE toujours verts, les enfants ont appris la couleur et non la forme : devant un STOP dessiné en vert, ils répondent AVANCE. C’est un biais.
Sur la table
  • Groupe A : les 30 cartes-panneaux + les 10 cartes piégées, la fiche de relevé
  • Groupe B : 4 tablettes avec L'IA pour les océans (Code.org) ouvert
  • Un chronomètre
  1. Qui fait quoi : la classe est coupée en deux. Pendant 25 minutes, le groupe A joue à devenir l'IA pendant que le groupe B entraîne une IA sur tablette. Puis on échange. L'animateur reste avec le groupe A, plus exigeant à animer.

  2. GROUPE A — devenir l'IA (25 min). On montre 12 cartes-panneaux déjà étiquetées, six STOP et six AVANCE, très différentes les unes des autres. Les enfants n'ont pas le droit de poser de question : ils regardent, c'est tout.

    • On retourne les cartes et on en présente 8 nouvelles, une par une. Chaque enfant écrit sa réponse. On corrige : le score est excellent.
    • Deuxième manche avec seulement 2 cartes d'exemple. Les erreurs se multiplient. On note les deux scores côte à côte dans le carnet : c'est le premier chiffre de la séance.
    • Troisième manche, la manche piégée : on entraîne uniquement avec des cartes STOP rouges et des cartes AVANCE vertes. Puis on présente un panneau STOP dessiné en vert. Presque tout le monde répond AVANCE.
    • Moment clé, à ne pas expédier : « vous n'êtes pas bêtes. Vous avez appris exactement ce qu'on vous a montré : rouge égale stop. C'est une IA parfaitement entraînée... sur des exemples mal choisis. » On appelle ça un biais, et on écrit le mot.
  3. GROUPE B — entraîner une vraie IA (25 min). Sur Code.org, L'IA pour les océans : chaque binôme entraîne un modèle en lui montrant des poissons, puis le teste et voit son taux de réussite.

    • La deuxième partie du jeu est la plus importante : on entraîne l'IA à reconnaître des notions floues, et on découvre qu'elle reproduit fidèlement les choix de celui qui l'a entraînée. On leur laisse le temps d'y arriver.
    • Chaque binôme note dans le carnet le nombre d'exemples donnés et le résultat obtenu.
  4. Mise en commun (5 min après l'échange) : une seule question au groupe entier — « qu'est-ce qui fait qu'une IA est bonne ? » La réponse tient en une phrase qu'ils écrivent eux-mêmes : le nombre et la variété des exemples.

Ce qui se passe

Une IA apprend par l'exemple, pas par les règles. Plus les exemples sont nombreux et variés, mieux elle répond. Si les exemples sont tous pareils sur un détail sans importance, elle apprend ce détail-là — c'est un biais, et ce n'est pas sa faute.

À expliquer aux enfants — on prend le temps
  • La manche piégée est le sommet de la saison côté IA. Ne la commente pas trop vite : laisse le silence après l'erreur collective, puis demande « pourquoi vous avez tous répondu ça ? ». Ce sont eux qui doivent dire « parce qu'on n'avait vu que des rouges ».
  • Fais le lien avec la vraie vie en un exemple concret, sans dramatiser : « si une IA n'a vu que des photos prises en plein jour, elle marchera mal la nuit. Si elle n'a vu qu'un seul genre de visages, elle reconnaîtra mal les autres. C'est arrivé pour de vrai, et c'est pour ça que le métier consiste surtout à choisir de bons exemples. »
Sécurité

Écrans partagés à deux, session de 25 minutes puis rotation vers l'activité sans écran.

Temps 2 — On fabrique et on entraîne

Les trois panneaux de la Planète, et l'entraînement de l'œil de R.O.B.B.Y

~55 min

~55 min · après le goûter · fabrication des panneaux, puis entraînement collectif

Le modèle ne répond jamais par oui ou par non : il annonce un pourcentage de confiance, et ce pourcentage s’effondre dès que le panneau sort de ce qu’on lui a montré.
Sur la table
  • Carton fort découpé par l'adulte, peinture ou papier de couleur, marqueurs épais, bâtons pour planter
  • L'appareil d'entraînement testé la veille + son support pour filmer stable
  • La fiche de relevé des scores de confiance
  1. PHASE 1 — les panneaux (30 min). Trois équipes, un panneau chacune : STOP, AVANCE, TOURNE. Consignes de fabrication données comme un cahier des charges : grand (au moins 20 cm), contrasté, un symbole simple, pas de détails fins.

    • Chaque équipe fabrique en réalité TROIS versions de son panneau, légèrement différentes : une grande, une petite, une dessinée autrement. C'est directement la leçon du matin — on ne montre pas qu'un seul exemple à une IA.
    • Pendant ce temps, une équipe tournante prépare le support de l'appareil et le coin d'entraînement : un fond neutre, une lumière régulière, une marque au sol pour la distance.
  2. PHASE 2 — l'entraînement collectif (25 min). Sur l'unique appareil, on crée trois catégories : STOP, AVANCE, TOURNE. Les enfants passent à tour de rôle devant la caméra en présentant les panneaux sous tous les angles.

    • On vise une trentaine d'images par catégorie, prises par des enfants différents, avec des inclinaisons et des distances différentes. Chaque enfant sait quel lot d'images il a fourni.
    • On lance l'entraînement. L'attente dure une poignée de secondes : c'est le moment de rappeler que la machine ne fait que comparer, elle ne comprend pas ce qu'est un panneau.
    • Test en direct : chacun vient montrer un panneau et lit à voix haute le pourcentage de confiance affiché. On le note sur la fiche de relevé.
    • Le test qui compte : on montre un panneau à l'envers, très loin, ou à moitié caché. Le pourcentage s'effondre. On note aussi ce chiffre-là — c'est celui qui apprend le plus.
    • SI L'OUTIL NE FONCTIONNE PAS le jour J, on ne s'acharne pas : on remplace par le jeu des cartes en version défi (l'animateur entraîne le groupe sur 20 nouvelles cartes et on mesure le score collectif), et on note que l'œil de R.O.B.B.Y sera tenu par un lecteur humain lors du grand défi du mercredi 6. La leçon reste exactement la même.
  3. Effacement des images devant les enfants, en expliquant pourquoi on le fait.

Ce qui se passe

Pour qu'une machine reconnaisse quelque chose, il faut lui montrer beaucoup d'exemples variés du même objet. Elle ne répond jamais par oui ou non : elle donne un pourcentage de confiance, qui chute dès qu'on s'éloigne de ce qu'elle a appris.

À expliquer aux enfants — on prend le temps
  • Le pourcentage de confiance est le concept à faire toucher du doigt : « elle ne dit pas STOP, elle dit je suis sûre à 92 % que c'est STOP. Une machine qui hésite, ça existe — et c'est important de savoir quand elle hésite. »
  • Efface les images en le commentant : « ces photos sont restées sur l'appareil, elles ne sont parties nulle part, et maintenant on les supprime. Quand une application vous demande vos photos, posez-vous la question : où vont-elles, et pour entraîner quoi ? »
Sécurité

On filme les panneaux, jamais les visages. Les images sont effacées en fin de séance devant le groupe.

Temps 3 — On installe et on annonce

Les panneaux prennent place sur la Planète

~15 min

~15 min · autour de la Planète

Sur la table
  • Les panneaux fabriqués
  • Les bâtons pour les planter
  • Les carnets
  1. On plante les trois panneaux aux endroits stratégiques de la Planète : à l'entrée de la zone d'obstacles, au croisement, et devant la zone d'arrivée.

  2. On relit les hypothèses écrites au tableau pendant l'accroche et on raye celles qui étaient fausses. Cinq minutes très satisfaisantes.

  3. Carnet : écrire le mot BIAIS avec sa définition en une phrase, coller la fiche des deux scores (12 exemples contre 2 exemples), et noter le meilleur et le pire pourcentage de confiance obtenus.

  4. Annonce de la semaine prochaine : on pose un robot de sol au milieu de la Planète, sans rien faire d'autre. « R.O.B.B.Y parle, il voit. Il ne lui manque plus qu'un corps. Mercredi prochain, il roule pour de vrai — et c'est vous qui écrirez son trajet. »

Ce qui se passe

Ce qu'on installe sur la Planète n'est pas de la décoration : chaque élément servira à une capacité précise du robot dans les semaines qui viennent.

Sécurité

Les bâtons des panneaux sont plantés dans du carton, pas dans le sol, et les pointes sont protégées.

Aller plus loin

Le jeu des 20 questions contre une IA

~20 min

~20 min · en réserve, si le groupe va vite

Une bonne question élimine la moitié des objets encore possibles ; une question qui devine au hasard n’en élimine qu’un seul. C’est ce qui fait gagner en vingt questions.
Sur la table
  • 1 tablette
  • De quoi noter les questions posées
  1. On joue d'abord entre nous : un enfant pense à un objet, les autres ont 20 questions à réponse oui ou non pour le deviner. On note les questions posées.

  2. On observe la stratégie gagnante : les bonnes questions sont celles qui coupent la liste en deux, pas celles qui devinent au hasard.

  3. On rejoue ensuite contre un moteur de questions en ligne, et on compare : la machine pose exactement le même genre de questions, mais elle a une immense mémoire de parties précédentes.

  4. Discussion de fin : « est-ce qu'elle est plus intelligente que vous, ou est-ce qu'elle a juste plus de mémoire ? »

Ce qui se passe

Une bonne question élimine la moitié des possibilités. Une machine qui devine vite n'est pas plus intelligente : elle a simplement gardé en mémoire des millions de parties précédentes.

Sécurité

Une seule tablette, en collectif, session courte.

Dans le cahier

Écrire le mot BIAIS avec sa définition, coller la fiche des deux scores du jeu de cartes (avec 12 exemples puis avec 2), et noter le meilleur et le pire pourcentage de confiance obtenus par le modèle.

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