Jusqu'où ira l'intelligence artificielle ?

Dossier réalisé par Sophie FLEURY, L'Internaute

1. Quelle intelligence ?

Et si les machines prenaient le contrôle des hommes ? Et si le film Matrix n'était pas une fiction mais un scénario possible dans un futur proche ? Si l'échec de Kasparov face au programme Deep Blue en 1997 n'était qu'un signe avant coureur de cette prochaine domination des automates sur l'humanité ? L'hypothèse est prise très au sérieux par certains !

Derrière ces questions qui taraudent bien des auteurs de science fiction, se profile l'idée d'une intelligence qui ne serait plus propre aux êtres vivants, mais aussi aux machines : l'idée d'une intelligence artificielle, souvent abrégée IA, naît en 1950, d'un mathématicien anglais, Alan Turing.

Définir l'IA
Artificielle ? Parce ce type d'intelligence est le résultat d'un processus créé par l'homme. Intelligence ? Mais à partir de quand un système est-il dit intelligent ? L'ordinateur Deep Blue, qui a battu Kasparov, n'est pas considéré comme intelligent, tout au plus comme un as des calculs. Or si un chien avait réussi cet exploit, il aurait été considéré comme intelligent !

Définissons donc pour intelligent un système capable d'acquérir et de retenir les connaissances, d'apprendre ou de comprendre grâce à son expérience. Système également capable d'utiliser de la faculté de raisonnement pour résoudre des problèmes, et pour répondre rapidement et de manière appropriée à une nouvelle situation.

Cela dit, même les acteurs de l'IA ne sont pas d'accord sur sa définition. Pour certains, un système est dit intelligent s'il adopte un comportement élaboré qui n'apprend pas de ses erreurs, comme l'instinct des insectes. C'est l'intelligence artificielle faible. Pour d'autres, les partisans de l'intelligence artificielle forte, une machine intelligente doit pouvoir réinjecter ses erreurs dans son comportement, comme les animaux à sang chaud par exemple.

L'intelligence se perd !
L'intelligence artificielle peut aussi être définie comme la construction de programmes informatiques capables de tâches qui sont, pour l'instant, accomplies de façon plus satisfaisante par des êtres humains car elles demandent des processus mentaux comme l'apprentissage, l'organisation de la mémoire et le raisonnement. Avec une telle définition, une fonction semble perdre sa qualité d'intelligence une fois qu'on réussit à la mécaniser.

C'est le cas des calculateurs par exemple. En 1950, ce mot désignait un être humain qui faisait des calculs, il était alors évident que cela demandait de l'intelligence. Aujourd'hui, l'exécution rapide et précise de calculs n'est plus considérée comme une preuve de capacité mentale. C'est le cas également des pilotes automatiques d'avion. L'IA est donc en permanence redéfinie au fil des époques.

Les systèmes intelligents foisonnent. Voilà des années que les ordinateurs effectuent des tâches intelligentes : jouer aux échecs ou au bridge, démontrer des théorèmes mathématiques, analyser des marchés financiers, contrôler des émulsions dans des aciéries, explorer d'autres planètes…


Agir comme si

Selon certains, qui adoptent le "point de vue faible", on ne pourra jamais reproduire la conscience humaine : l'intelligence artificielle n'en sera jamais qu'une pâle imitation imparfaite.

Les machines ont l'air intelligentes
Comparons l'histoire de l'IA à celle de l'aviation. Au départ, l'homme a voulu voler comme les oiseaux. Il a d'abord tenté de les imiter en fabricant des ailes et en les agitant. Cela n'a pas marché. Finalement, l'homme a réussi à voler, comme les oiseaux, mais sans utiliser les mêmes méthodes pour le faire.

De la même manière, au lieu de tenter de reproduire une conscience humaine, on peut chercher à donner des comportements intelligents à des systèmes de calcul. Selon le point de vue faible, c'est même la seule façon de rendre intelligente une machine.

Les ordinateurs ont certes, une phénoménale capacité de calcul avec laquelle ils peuvent simuler l'intelligence. Cependant, l'homme sera toujours meilleur sur certaines activités. Il possède l'intuition, ce qui lui évite, dans certaines situations, d'envisager toutes les possibilités avant de sélectionner la meilleure. C'est le cas par exemple pour le déplacement : un robot du type Aibo de Sony doit accomplir des tests compliqués pour éviter des obstacles ou atteindre un objet, alors que ces opérations sont immédiates pour l'homme.

Mais ce n'est qu'une apparence
Le mathématicien anglais Roger Penrose partage ce point de vue. L'ordinateur est une machine qui exécute des algorithmes : il peut donc procéder à toutes les opérations traductibles par un algorithme. Or, il existe des opérations non traductibles par un programme mathématique.

Bref, selon ce point de vue, les machines peuvent agir "comme si" elles étaient intelligentes. Mais en fonctionnant comme elles fonctionnent, elles ne pourront jamais posséder une intelligence propre.

Cela dit, le point de vue faible ne met pas en doute l'utilité de systèmes intelligents : les machines intelligentes nous dépassent sur bien des points. Les programmes les plus utiles sont appréciés parce qu'ils n'ont rien d'humain. L'intelligence artificielle pourrait ne pas résider dans l'imitation de la pensée humaine, mais plutôt dans son élargissement à de nouveaux horizons.


Une vraie conscience

Un autre point de vue, le point de vue fort, estime qu'une machine suffisamment bien programmée et puissante peut non seulement simuler un comportement intelligent (réaliser toute tâche "intelligente" réalisable par un humain), mais aussi éprouver une réelle conscience de soi, de "vrais sentiments" et une compréhension de ses propres raisonnements. La quête d'une intelligence artificielle forte est stimulante, mais suscite également de nombreux débats.

Faire naître la conscience
Si la conscience a un support biologique, donc matériel, serait-il possible de créer, un jour, une intelligence consciente sur un support matériel autre que biologique ? En principe, pourquoi pas. Mais sur quel support ? Les ordinateurs tels qu'ils sont actuellement conçus pourraient-ils atteindre cet objectif ?

Là, les opinions divergent : la plupart des tenants des thèses fortes sur l'IA soutiennent que l'intelligence (au sens humain) et la conscience sont des propriétés émergentes, qui se manifestent spontanément dans certaines conditions, au-delà d'un certain niveau de complexité organisée de la façon adéquate. Le support matériel n'est donc pas un obstacle.

Mais comment ?
Pour certains, c'est impossible avec nos ordinateurs manipulant des symboles, mais cela deviendrait possible avec des systèmes dont l'organisation matérielle mimerait le fonctionnement du cerveau humain, par exemple avec des circuits électroniques spécialisés reproduisant le fonctionnement des neurones, voire des réseaux de neurones formels (des neurones biologiques formalisés sur ordinateur).

Enfin, certains clament qu'il serait possible de créer une intelligence forte, avec nos machines actuelles. Problème : ce que fait un ordinateur, un système à base d'échanges de bouts de papier dans une salle immense peut le simuler quelques milliards de fois plus lentement. Or il peut rester difficile à admettre que cet échange de bouts de papiers "ait une conscience".

De plus, comment faire la différence entre une intelligence artificielle qui éprouverait réellement une conscience, et une autre qui simulerait exactement ce comportement ?




Parmi les critères qui définissent l'intelligence, la capacité de reconnaître, et notamment des formes humaines.

Percevoir le monde alentour
Le plus célèbre robot "de compagnie" est sans doute Aibo. Ce chien robot, fabriqué par Sony, perçoit et reconnaît le monde qui l'entoure grâce à une caméra, des micros, et de nombreux capteurs : électrostatiques, infrarouge, de pression, d'accélération, de vibration, de température et de contact. avec les derniers, par exemple, il reconnaît les caresses !

Recherche humain désespérément
Papero est un petit robot "de compagnie" qui reconnaît son/ses maîtres ! D'ailleurs, il est programmé pour rechercher l'interaction avec un humain. En “mode marche” il erre, jusqu'à trouver une personne. Comment ? Grâce à ses deux caméras, le robot détermine si un être humain est présent dans son champ de vision. Une fois que Papero a repéré un objet en mouvement, il évalue sa distance, puis sa taille. Ces données lui permettent de reconnaître un humain d'un animal, par exemple.

S'il s'agit bien d'un homme, la phase d'identification du visage peut commencer. Papero possède plusieurs photos du visage de son/ses "maîtres" qu'il stocke dans un "dictionnaire". Ce dictionnaire des visages "connus" par le robot permet d'identifier (ou non) le visage détecté .

Dans un futur proche, il pourrait même réussir à reconnaître des personnes rencontrées longtemps auparavant en simulant le vieillissement du visage.

Papero est, comme Aibo, bardé de capteurs, ce qui le rend apte à détecter des débuts d'incendie ou des cambriolages par exemple. A partir de là, le robot est capable de réaliser des actions en fonction de sa perception.


Comprendre

Un robot qui comprendrait nos paroles et converserait avec nous... En voilà un qui nous semblerait bien intelligent. Mais qu'on ne s'y trompe pas, l'ordinateur ne comprend pas vraiment : il reconnaît des signaux puis il les traite en fonction de ses programmes.

Au coeur d'un robot qui "comprend", un système de reconnaissance et de commande vocale.

Reconnaissance vocale
La reconnaissance vocale nécessite une étape préalable : l'utilisateur doit répéter au robot différents phonèmes, afin qu'il se constitue un dictionnaire de références acoustiques. (Il existe une trentaine de phonèmes en français. Par exemple, le mot "cou" est formé des phonèmes "keu" et "ou".) Le robot possède également une base avec des données articulatoires, phonétiques, syntaxiques, sémantiques, ainsi qu'un système expert qui effectue les interprétations et déductions nécessaires.

Pour reconnaître un son, les "oreilles" du robot sont des micros. Une fois capté, le signal vocal est numérisé. Il est ensuite découpé en segments élémentaires (qui représentent les phonèmes), dont les "images acoustiques" sont comparées à celles du dictionnaire de référence. Ce système permet de reconnaître de grands vocabulaires.

Des relations hommes-robot
La commande vocale est une des clés pour créer une relation entre l'humain et le robot. Pas étonnant que les robots de compagnie en soient équipés. Papero, par exemple, est en mesure de comprendre 650 expressions et peut en prononcer plus de 3 000. Sa technologie de reconnaissance de la parole permet aux utilisateurs de le contrôler à l'aide de commandes vocales. Pratique pour les personnes qui ne peuvent pas ou ne savent pas utiliser un clavier.

Enon, le robot humanoïde à roue de Fujitsu, en vente au Japon depuis septembre 2005, est équipé, lui aussi de ce système. Grâce à 4 micros, 6 caméras, 3 capteurs ultrason et 3 capteurs de contact, il peut non seulement servir de guide et renseigner les personnes. mais aussi afficher des "expressions" sur sa "tête" équipée de diodes électroluminescentes. De quoi donner à l'utilisateur l'illusion qu'il est effectivement compris. S'il vous intéresse, sachez tout de même qu'il coûte 54 000 dollars et ne "comprend" que le japonais.


Apprendre

Un robot qui réinjecterait ses erreurs dans son comportement, qui pourrait engranger des faits et les organiser selon leur sens ou leurs relations, puis qui serait capable de détecter, dans les faits nouveaux, des éléments pour construire les relations avec les faits déjà "vécus"... Bref, une machine qui serait capable d'apprendre, c'est bien sûr un des champs d'étude de l'intelligence artificielle.

Exploiter le vécu
Selon les chercheurs, c'est en réussissant à exploiter le passé (le vécu) du robot, que celui-ci sera véritablement capable d'apprendre. Le laboratoire Sony CSL Paris travaille donc sur des robots dont les capacités motrices et cognitives dépendront de leurs propres histoires perceptives et sociales.

Craindre mais rester curieux
En 2005, David Bell (Université de Queens à Belfast), conçoit le système Ifomind, un programme capable de donner une véritable intelligence à un robot mobile. Le système combine l'apprentissage et le raisonnement pour décider de la meilleure façon d'interagir avec les objets rencontrés. Face à un objet inconnu, le robot réagit peu comme le ferait un animal, craintivement. Mais son "instinct de curiosité" l'incite à s'assurer du bien fondé ou non de sa peur. Pour cela, le robot observe l'objet, ses comportements et réactions. Il est ensuite capable de décider de la meilleure approche à adopter ou simplement décide d'abandonner.

En quelque sorte, le robot a tiré leçon de son expérience, qui peut ensuite être mis à profit lorsqu'il qu'il rencontrera d'autres objets. C'est un incroyable bond en avant dans le domaine de l'intelligence des machines.

Une main qui se souvient des objets tenus
Autre enjeu de ces systèmes d'apprentissage : les prothèses. Lorsqu'on attrape un objet, d'énormes quantités d'informations vont et viennent du cerveau à la main, afin d'assurer un maintien correct de l'objet. Or, chez quelqu'un à qui on a "greffé" une main robotisée, ces allées et venues sont impossibles. L'utilisateur doit estimer la force nécessaire pour saisir un objet, sans aucun retour d'information. Au risque de serrer trop ou pas assez.

L'Université de Southampton travaille sur une prothèse de main qui réglerait automatiquement la pression sur l'objet. Grâce à une habile combinaison de capteurs, de microprocesseurs, et d'un système d'auto apprentissage, la main serait capable de maintenir une prise optimum sur les objets. A ce jour, un prototype est en cours de développement.

Des machines débrouillardes
En allant plus loin dans le domaine de l'apprentissage, une machine qui ne saurait rien de son environnement, mais dotée d'une boucle sensori-motrice efficace, expérimenterait sa boucle de réaction/action. Après de multiples générations, elle se débrouillerait dans n'importe quel environnement. En d'autres termes, il serait peut être inutile de doter une machine d'un "cerveau" ou tout serait déjà préprogrammé. Il serait plus judicieux de donner à la machine la capacité d'apprendre à apprendre, par essais et erreurs : c'est de là qu'émergerait toute son intelligence.


Raisonner

Etre intelligent, c'est être capable de raisonner. Chez un humain, il faut du "bon sens", de la logique, et des connaissances. Comment modéliser ces qualités ?

Les systèmes experts
Certaines machines donnent effectivement l'impression de raisonner parce qu'elles savent s'adapter à la situation. On parle de système expert.

Un système expert est un outil capable de reproduire les compétences et le raisonnement d'un ou de plusieurs experts, dans un domaine particulier généralement très circonscrit (le jeu d'échec ou la classification des végétaux par exemple).

Faits, règles, inférence
En effectuant un raisonnement à partir de faits et de règles connus, ce logiciel est capable de répondre à des questions et peut servir notamment d'outil d'aide à la décision.. Un système expert se compose donc d'une base de règles, d'une base de faits et d'un moteur d'inférence. Ce dernier est capable d'utiliser faits et règles pour produire de nouveaux faits, jusqu'à répondre à la question posée.

Une règle se présente sous la forme d'une équation de logique formelle : "SI... ALORS...". Par exemple, "SI une fleur est rouge ALORS c'est un coquelicot" L'ensemble des règles constitue la base de faits. A la question "je suis une fleur rouge : qui suis-je ?", le système expert analyse les règles dont il dispose et déduit "coquelicot". Le programme réalisant cette opération est appelé moteur d'inférences.

Meilleurs que l'homme
Des systèmes expert équipent de nombreux programmes de jeux comme les échecs. Une fois la tâche modélisée, les ordinateurs sont plus rapides et plus fiables que les humains : ils ne font jamais d'erreur et ne se laissent pas distraire.

3. Robots du futur

Bientôt, nous verrons peut être fleurir des robots capables d'accomplir des tâches quotidiennes comme conduire une voiture, aller faire les courses, tondre la pelouse... Ces travaux, qui n'en sont qu'à leur début, laissent augurer des applications potentielles dans un large éventail de secteurs !

Des relations robots-hommes
Pour que ceux-ci aient le succès escompté, les futurs robots devront devenir bien plus aptes que les robots actuels à construire des relations avec les humains. Les robots aspirateurs ou même les humanoïdes tels que l'Asimo de Honda ne sont pour le moment pas très engageants. Or ce qui compte beaucoup pour l'homme, c'est de pouvoir entrer en empathie avec un androïde. Il est important de le voir marcher ou de l'entendre parler comme nous.

A suivre donc, entre autres, les progrès en reconnaissance et synthèse vocale. Mais aussi la marche bipède et la dextérité manuelle.

Demain, les progrès foudroyants des nouvelles technologies de la robotique permettront de réaliser des entités qui se comporteront de plus en plus comme des égales et des partenaires de l'humain, même si leurs aspects physiques resteront différents.


Pensée et calcul

L'intelligence est-elle une forme complexe de calcul ? Comme tout ce qui peut être calculé par des algorithmes peut l'être par une machine, la question de l'intelligence artificielle "forte" ou "faible" revient donc à la suivante : les neurones du cerveau obéissent-ils à des règles algorithmiques ou non ? Bref : les processus cognitifs réalisent-ils de simples calculs ?

Cerveau calculette
Le cerveau humain effectue grossièrement 2 x 10 puissance 14 opérations logiques par seconde. Un ordinateur typique de 1970 effectuait 10 puissance 7 opérations logiques par secondes. En 2005, un microprocesseur typique traite 10 exp11 opérations logiques par seconde. En ce qui concerne ces machines destinées au particulier, l'écart s'est donc nettement réduit. Voire inversé pour Blue Gene, l'ordinateur le plus rapide au monde.

On sait donc fabriquer des machines qui calculent aussi, sinon plus vite que notre cerveau. Ont-elles une conscience pour autant ? Pas que l'on sache…D'ailleurs, réussira-t-on un jour à fabriquer des machines pensantes à force d'ordinateurs super puissants ? Pas sûr.

Machines sans âme
Pour Penrose, par exemple, les opérations de la conscience humaine ne sont pas réductibles à l'exécution par les réseaux de neurones d'algorithmes aussi complexes soient-ils. Selon lui, le cerveau humain est le siège de mécanismes basés sur la gravitation quantique, et qui expliqueraient le caractère non réductible à l'algorithmie de l'intelligence.

D'ailleurs, l'intuition commune est que l'augmentation vertigineuse des capacités de calcul va s'intensifier, qu'elle permettra de fabriquer des super ordinateurs effectuant des tâches automatisées actuellement inconcevables, mais que cela ne conduira jamais à la production d'entités conscientes. L'idée sous-jacente est que l'humain possèderait une dimension supplémentaire : les machines n'auront jamais d'âme.

Une conscience émergente ?
Pour d'autres, tout est calcul et une conscience apparaîtra spontanément quand nous fabriqueront des machines assez complexes. En tous cas, si nos cerveaux sont de véritables calculateurs biologiques, ce sont de remarquables ordinateurs.

Enfin, rien ne permet d'en conclure que l'apparition de machines intelligentes et conscientes soit impossible ou illusoire. Si cette démarche réussit, elle réfutera la spécificité de la pensée humaine. Ce serait une révolution.


Dossier réalisé par Sophie FLEURY, L'Internaute