TPE Artificial Intelligence 2009

� Carlos Cepeda � Sylvain Emery � Guillaume Lienemann

TPE Année 2008/2009TPE Année 2008/2009TPE Année 2008/2009TPE Année 2008/2009

Les grandes avancées scientifiques et les réalisations techniquesLes grandes avancées scientifiques et les réalisations techniquesLes grandes avancées scientifiques et les réalisations techniquesLes grandes avancées scientifiques et les réalisations techniques

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AARRTTIIFFIICCIIEELLLLEE

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Travaux supervisés par Mr Souny et Mme Zuber

Classe de première scientifique

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TPE Carlos – Sylvain – Guillaume

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La technologie dans notre société actuelle, que ce soit dans la vie privée ou dans la vie professionnelle de chaque individu est omniprésente. Grâce à l’informatique, représentant majeur de l’intelligence artificielle, l’Homme fait d’incroyables progrès dans tous les domaines, qu’ils soient scientifiques, économiques ou même ludiques.

L’intelligence artificielle, dit IA, est notamment une méthode pour pouvoir « mesurer » l’évolution et le développement de la technologie : l’IA représente tous les moyens capables de doter les systèmes informatiques de facultés intellectuelles comparables à celles des humains. Elle se divise en deux parties : l’IA forte et l’IA faible. L’IA forte est un concept qui consiste à produire un comportement non seulement intelligent de la machine mais aussi une réelle conscience de soi, de « vrais sentiments » ; cet IA se rapproche le plus possible du comportement humain. L’IA faible est une notion représentant des programmes moins exigeants, qui semblent peut-être intelligents mais ne le sont pas réellement. Le terme « IA » n’a évidemment été utilisé qu’à partir du milieu du XXe siècle et donc, nous étudierons cette période, jusqu’à aujourd’hui. Nous pourrons évoquer également le monde futur, tel qu’on peut l’imaginer en suivant le développement constant de l’IA et des systèmes informatiques.

De cette façon, l’intelligence artificielle peut-elle être utile à l’intelligence

humaine ? Pourra-t-elle être plus efficace, voire plus développée ? Quels problèmes les scientifiques résolvent et auront à résoudre avec cette technologie ?

Pour répondre à cette problématique, nous aurons besoin d’étudier l’évolution

de l’IA dans l’histoire et son impact croissant au fil du temps. Nous analyserons aussi, par conséquent, l’IA de nos jours, au service des humains dans de nombreux domaines, qu’il soit grandement utile ou simplement optionnel. Enfin, nous évoquerons les conséquences de cette évolution sur le monde futur probablement « contaminé » par les machines, et ainsi les limites de l’IA à mettre en place dès que possible.

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SSoommmmaaiirree

Introduction

L’Intelligence artificielle dans l’Histoire : comment a été conçu son développement ?

a) Naissance et essor de l’informatique, première forme d’IA………………page 5 b) Les premiers programmes utilisant l’IA………………………………………..page 6 c) Les premiers pas de la robotique, la forme la plus évoluée de l’IA….....page 8

Géographie : Le développement de l’IA dans le monde………………………...page 10

L’intelligence artificielle s’inscrit dans les sciences cognitives : quels sont les utilisations d’une telle technologie ?

a) L’intelligence artificielle au service des mathématiques et de la biologie Les algorithmes génétiques…………………………………………….......page 11 Les algorithmes évolutifs…………………………………………………….page 13 Les réseaux de neurones artificiels………………………………………..page 13

b) Le domaine civil : pour une sécurité sans cesse accrue L’IA dans l’automobile……………………………………………………....page 15 Les intelligences ménagères……………………………………………….page 16 Les robots gardiens et les distributeurs automatiques………………..page 17

c) Quand l’espérance de vie est accrue par la non vie Les prothèses bioniques…………………………………………………….page 18 Les avancées en robotique médicale…………………………………..page 19 Les pilules high-tech et les robots simulateur…………………………..page 19

d) L’informatique et l’intelligence artificielle Les logiciels de système expert……………………………………………page 20 Le traitement automatique des langues………………………………..page 20 L’informatique « ludique »………………………………………………….page 21

e) La robotique : l’homme s’inspire de lui-même Les robots destinées à la recherche scientifique……………………..page 21 ASIMO, la réussite de Honda……………………………………………..page 22

L’intelligence artificielle est une technologie très controversée : quels sont les risques éventuels de cette technologie ?

a) L’absence d’une éthique raisonnable………………………………………page 23 b) Les limites de la technologie actuelle……………………………………...page 24 c) Des liens humains partiellement détruits…………………………………..page 25 d) Les machines peuvent-elles réellement penser ?.................................page 27

Conclusion Nos sources

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Première partie

CCoommmmeenntt aa ééttéé ccoonnççuu llee ddéévveellooppppeemmeenntt ddee ll’’IIAA ??

Au milieu des années 1950, avec le développement de l'informatique, l'ambition

de créer des machines à penser prit forme. Ces machines doivent être semblables dans leur fonctionnement à l'esprit humain. L’initiateur de ce mouvement scientifique, John McCarthy, utilisa pour la première fois, en 1956, la notion d’'intelligence artificielle, plus connue sous son diminutif IA. Elle vise à reproduire au mieux, à l'aide de machines, des activités mentales, qu'elles soient de l'ordre de la compréhension, de la perception, ou de la décision. C’est ici le premier but des scientifiques spécialisés dans les sciences cognitives.

a) La préhistoire de l’IA : les balbutiements de l’informatique � La première génération informatique

L'avènement de l'électronique, qui engendra d’abord les calculateurs électroniques du type ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) dans les années 1940, permit aux premières machines informatiques de voir enfin le jour. Autour de 1950, les machines de Johann Von Neumann, un mathématicien américain ont contribués grandement à l’essor de l’informatique. Les méthodes de l'informatique connurent alors des progrès foudroyants.

� La deuxième génération informatique A partir des années 60 les ordinateurs de la deuxième génération apparaissent.

Cette deuxième génération est essentiellement marquée par le remplacement progressif des tubes à vide par les transistors. Ils permettent de concevoir des ordinateurs moins encombrants et plus puissants. L'emploi de mémoires de masse comme les bandes et les disques magnétiques se généralise.

� La troisième génération informatique Toutefois, la technologie, en ces temps de rivalité

scientifique entre les Etats-Unis et l’URSS, se développe très rapidement. Dès 1964, les transistors sont remplacés par les circuits intégrés qui améliorent la miniaturisation des circuits et les performances des ordinateurs. Ces machines sont caractéristiques de la troisième génération informatique. Ces ordinateurs sont facilement extensibles et plus fiables que les précédents du fait du nombre moindre de connexions. La série des 360 d'IBM est l’un des modèles les plus rependus dans cette génération.

L’ENIAC de 1948

Ancien logo d’IBM

L’IBM 360 Series

5 Histoire et essor de l’IA

� La quatrième génération informatique La quatrième génération se développe essentiellement entre

les années 70 et 80. Ces ordinateurs se distinguent par l'utilisation généralisée de dispositifs à semi-conducteurs de très haute intégration, les microprocesseurs. Miniaturisés, beaucoup moins onéreux, les ordinateurs sont encore plus fiables et plus puissants.

Aujourd’hui, la plupart des ordinateurs que nous possédons appartiennent à la quatrième génération. Ces ordinateurs ont toutefois subis des modifications majeures pour les performances par rapport aux années 80, avec notamment des cartes graphiques de plus en plus sophistiquées ou bien une mémoire virtuelle décuplée. Dans les années 90, la miniaturisation de l’informatique a atteint son apogée avec l’apparition des premiers modèles d’ordinateurs portables fonctionnant sous batterie.

� L’échec de la cinquième génération En 1979, les Japonais lancèrent le projet de recherche sur les ordinateurs de la

5e génération, qui devait être celle des ordinateurs intelligents intégrant des concepts d'intelligence artificielle, comme les algorithmes évolutifs ou les reconnaissances vocales par exemple. Ces machines devaient posséder une grande puissance de calcul grâce à l'utilisation de machines branchées de manière parallèle. A partir de 1985, des chercheurs américains créèrent des connexions machines performantes et conçurent un ensemble de micro-ordinateurs

capables d’effectuer 1000 milliards d'opérations par seconde. Toutefois, beaucoup trop ambitieux vis-à-vis des programmes à

insérer dans l’ordinateur, le projet fut finalement abandonné en 1992.

b) Les premiers programmes de l’IA Nous avons vu que le projet de la cinquième génération d’ordinateur fut

abandonné, en raison de la complexité des programmes à insérer. Ces programmes, souvent lourds du point de vue de la mémoire et complexes, rassemblent l’ensemble des technologies possibles que connaît l’homme en matière d’informatique. Etudions quelques-uns de ces programmes.

� Le Logic Theorist Allen Newell, John C. Shaw et Herbert A. Simon créèrent

en 1955 le premier programme d'IA, le Logic Theorist, qui reposait sur un modèle de résolution de problèmes avec l'ambition très élevée de démontrer des théorèmes mathématiques. En 1958, au MIT, le Massachusetts Institute of Technology, John MacCarthy inventa le Lisp, pour List Processing, qui consiste en un langage de programmation interactif. Sa souplesse en fait le langage par excellence de l'IA. Il fut complété plus tard en 1972 par Prolog, langage de programmation symbolique qui dispense de la programmation pas à pas de l'ordinateur. Ces programmateurs sont aujourd’hui encore utilisés pour renforcer les sécurités informatiques ou, au contraire, les détruire.

Microprocesseur récent

Le Bluefire d’IBM, un superordinateur

Allen Newell


� Le General Problem Solver L'élaboration du GPS en 1959 marque la fin de la première période de l'IA. Le

programme GPS est encore plus ambitieux que le Logic Theorist, dont il dérive. Il est fondé sur des stratégies logiques d’analyse des fins et des moyens : on y définit tout problème par un état initial et un ou plusieurs états finaux visés, avec des calculs a assurant le passage de l'un à l'autre. Ce sera un échec, car le GPS n'envisage pas la question de la façon dont un être humain pose un problème donné. Dès lors, les opposants se feront plus virulents, obligeant les partisans de l'IA à une rigueur accrue.

� Le jeu d’échec : le programme le plus célèbre de l’IA

De tous les jeux, ce sont les échecs qui ont suscité les plus gros efforts de modélisation en IA. Dès 1957, l'informaticien Bernstein, sur la base des réflexions de Claude Shannon, l'un des pères de la Théorie de l'information, mit au point un programme pour jouer deux parties. Le programme GPS, en lequel Simon voyait la préfiguration d'un futur champion du monde électronique, annoncé en 1959, fut battu par un adolescent en 1960. À partir de cette époque fut développée toute la série des Chess Programs, jugés plus prometteurs. Pourtant ceux-ci reflétaient difficilement les tactiques des bons joueurs. En effet, dans ces jeux automatiques,

les coups réguliers sont programmés sous forme d'algorithmes. Contrairement à la célèbre formule célèbre chez tous les joueurs d’échecs, «Je n'étudie qu'un coup: le bon», l'ordinateur n'envisage pas son jeu à long terme; il épuise successivement tous les états possibles d'un arbre mathématique. Toutefois, son atout majeur est la rapidité que lui confère sa puissance et sa vitesse de calcul et qui peut déstabiliser l’adversaire. Ainsi Belle, ordinateur admis en 1975 dans les rangs de la Fédération internationale d'échecs, pouvait déjà calculer 100 000 coups par seconde. Néanmoins, les programmes électroniques d'alors étaient encore systématiquement surpassés par les maîtres.

� Deep Blue, l’un des plus puissants ordinateurs Deep Thought, un supercalculateur de 2 millions de coups par seconde

par IBM, fut encore battu à plate couture en octobre 1989 par le champion du monde Garri Kasparov. Ce projet avait mis en œuvre un

budget de plusieurs millions de dollars, des ordinateurs hyper performants et des conseils du grand maître d’échecs Maxim Dlugy. Les machines employées étaient encore algorithmiques, mais faisaient moins d'erreurs et effectuaient des calculs plus fins. L'équipe de Deep Thought chercha à dépasser le seuil du milliard de coups par seconde, car leur ordinateur ne calculait qu'environ cinq coups à l'avance, bien

moins que leur concurrent humain. Les connaisseurs estimèrent qu'il

Fin du programme

Le problème est-il résolu ?

Etablir les solutions Choisir la meilleure

Générer des solutions

Identifier le problème Oui

Non

Schéma du principe de fonctionnement du General Problem Solver

Claude Shannon

Deep Blue d’IBM


Le duel Kasparov contre Deep Blue

Le philosophe Daniel Dennett

fallait porter ce chiffre à plus de sept coups. En fait, il apparut qu'il fallait concevoir des machines stratèges capables, en outre, d'apprentissage. Feng Hsiung Hsu et Murray Campbell, chercheurs d'IBM, pour la réalisation de la partie logicielle, reprirent le programme Deep Thought – rebaptisé Deep Blue, puis Deeper Blue – en concevant un système de 256 processeurs fonctionnant en parallèle. Chaque processeur pouvant calculer environ trois millions de coups par seconde, les

ingénieurs de Deeper Blue estiment qu'il calculait environ 200 millions de coups par seconde.

Finalement, le 11 mai 1997, Deeper Blue l'emporta sur Garri Kasparov par 3 points et demi contre 2 points et demi, dans un match en six parties. Même si beaucoup d'analystes sont d'avis que Kasparov, célèbre pour sa longévité phénoménale dans le fauteuil de champion du monde d’échecs, avait particulièrement mal joué, la victoire de Deeper Blue a enthousiasmé les informaticiens. Un des coups les plus étonnants fut celui où, dans la sixième partie, la machine choisit, pour obtenir un avantage stratégique, de faire le sacrifice d'un cavalier, un coup jusque-là normalement réservé aux humains. En 2002, le champion du monde Vladimir

Kramnik ne parvenait qu'à faire match nul contre le logiciel Deep Fritz, au terme de huit parties, deux victoires pour l'humain et la machine et quatre matchs nu ls. Une nouvelle fois, la revanche des neurones sur les puces n'avait pas eu lieu.

c) Les premiers pas de la robotique, la forme la plus évoluée de l’IA Les robots, une fois mis en route, doivent pour les scientifiques

mener à bien une tâche tout en évitant les obstacles rencontrés sur leur chemin, sans aucune interaction avec l'utilisateur humain. Cette autonomie est rendue possible grâce à des capteurs ainsi qu'à un générateur de plans, au fonctionnement fondé sur le principe du GPS que l’on connaît bien (Global Positioning System). Mais, à ce jour, les robots autonomes classiques restent inaboutis dans leur conception. En effet, depuis les années 80, aucune évolution majeure n’a été découverte pour ces robots. Mais c’était sans compter l’aide des

philosophes, ce qui est bien paradoxal dans le domaine scientifique !

Comment est né le concept de l’Artifical Life ?

Le philosophe Daniel C. Dennett a proposé, à la fin des années 1980, une nouvelle direction possible pour la robotique. Plutôt que de s'inspirer de l'homme et

des mammifères, il conseille d'imiter des êtres moins évolués, mais de les imiter parfaitement. Valentino Braitenberg s'était déjà engagé dans une voie similaire au Max Planck Institute, une dizaine d'années auparavant, mais ses machines relevaient d'une zoologie imaginaire. En revanche, depuis 1985, Rodney Brooks, du MIT, fabrique d es robots à forme d'insecte; ce sont les débuts de ce qu'on appelle Artificial Life.

Position de la victoire de Deep Blue (qui joue les blancs)

Valentino Braitenberg


Cette idée a été réalisable grâce à la réduction progressive de la taille des composants électroniques. Une puce de silicium sert donc de système nerveux central aux insectes artificiels. Pour l'instant, le plus petit d'entre eux occupe un volume de 20 cm3. Le chercheur est parti d'un constat simple: si les invertébrés ne sont guère intelligents, ils savent faire quantité de choses, et sont en outre extrêmement résistants. Travaillant sur la modélisation de réflexes simples, Brooks résout ainsi

élégamment le problème, classique en IA, de la représentation des connaissances. Dans l'avenir, il voudrait faire travailler ses robots en colonies, comme des fourmis ou des abeilles. Ses espoirs aboutiront seulement si la miniaturisation des moteurs progresse. L'éthologie, ou science des comportements animaux, fait ainsi une entrée remarquée dans le monde de l'IA.

L’histoire de l’IA se limite donc à une période très restreinte d’une soixantaine d’années, ce qui est très peu s’il on compare avec d’autre sciences, comme la médecine ou bien la mécanique. Ces sciences ont été accélérées par la guerre froide, qui imposa alors une véritable rivalité scientifique entre communistes et capitalistes. Toutefois, aujourd’hui, certains experts espèrent que les nouvelles puissances scientifiques que sont l’Inde et la Chine permettront d’accélérer les processus d’évolution de cette technologie plus que prometteuse. Ce processus

d’évolution amène au développement de l’IA dans de nombreux domaines divers et variés.

L’araignée de Brooks

Les robots ont finalement une longue histoire !


Quelques données cartographiques Le développement et L’accès aux ordinateurs dans le monde

Le nombre d’accès internet dans le monde (2001)

Cette carte du nombre d’accès à Internet par pays, que l’on peut mettre en corrélation avec le

nombre d’ordinateurs, est très révélateur du déséquilibre pour l’accès à la technologie, et donc de l’IA, dans le monde. La superpuissance des Etats-Unis se dessine une nouvelle fois, tout comme l’émergence en matière de technologie de pointe de l’Asie orientale, comme la Chine ou l’Inde, ou encore du Brésil. L’Europe est aussi très développée dans ce domaine mais en revanche, la pauvreté de l’Afrique Noire se dessine encore, avec des accès aux technologies très restreints. En outre, l’accès à la technologie peut être mis en parallèle avec l’argent investi pour le développement de ces technologies dans le monde, où les pays riches de l’hémisphère nord ont de nombreux avantages que les pays pauvre de l’hémisphère sud.

L’importance de la recherche dans le monde (2001)


Deuxième partie

LL’’iinntteelllliiggeennccee aarrttiiffiicciieellllee :: ddeess lliieennss «« aammiiccaauuxx »» aavveecc lleess

êêttrreess hhuummaaiinnss

Contrairement à de nombreuses œuvres de science-fiction, qui présentent une lutte éternelle entre les êtres humains et les machines, l’intelligence artificielle est au service des hommes dans de nombreux domaines. Parmi les domaines que l’on peut trouver, on distingue : Le domaine mathématique et biologique, avec les algorithmes génétiques Le domaine médical, particulièrement neurologique avec les prothèses bioniques Le domaine civil, dans les voitures ou dans la restauration Le domaine informatique, pour améliorer les performances des ordinateurs et des communications avec la machine Le domaine robotique, où l’homme s’inspire de lui-même. Dans ce domaine, on trouve aussi :

- Les robots pour la recherche scientifique - Les robots d’exhibition, pour les expositions ou pour la simulation. L’exposition

universelle de Shanghai en 2010 sera une vitrine pour ce type de robot.

Ainsi, une problématique s’impose. Dans ces domaines, à quoi servent les robots ?

a) L’intelligence artificielle au service des mathématiques et de la biologie L’intelligence artificielle est en relation constante avec les mathématiques. Usant

de son pouvoir d’effectuer des milliards de calculs à la seconde, l’intelligence artificielle va permettre, en autre, de résoudre les problèmes mathématiques les plus sophistiqués, notamment en terme de probabilités infinies. C’est ici que rentrent en jeu les algorithmes génétiques !

Les algorithmes génétiques � Petite présentation des algorithmes génétiques Parmi les exemples les plus utiles et complexes mais les moins connus de

l’intelligence artificielle se trouvent les algorithmes génétiques. Inventé en 1976 par des scientifiques japonais et un scientifique anglophone, John Langton, cette découverte n’a eu que de véritables répercussions dans le domaine scientifique à partir des années 90, au moment de la miniaturisation de l’informatique et de l’expansion de sa puissance. Le principe de base de cette théorie est de s’inspirer du modèle proposé par Charles Darwin (1809-1882), un naturaliste anglais fondateur de la théorie de l’évolution. Ainsi, les espèces sont en constante évolution pour s’adapter à l’environnement et au mode de vie imposé.

En filigrane : La théorie de l’évolution de Darwin caricaturé

11 Les utilisations de l’IA

� Fonctionnement des algorithmes génétiques L’idée de ces enchaînements d’espèces a posée une

question essentielle pour la communauté scientifique : comment cet enchaînement est possible ? Et en quoi ceci peut bien intéresser les processeurs d’un ordinateur ?

La réponse fut apportée par la génétique, découverte par Mendel (1822-1884) et l'ADN, prouvé par Avery, Macleod et McCarthy en 1944. L’ADN, contraction d’acide désoxyribonucléique, est une molécule complexe qui contient les informations sous la forme de bases aminées. Le codage des informations a donc rendu possible le codage informatique, puis l’invention des algorithmes génétiques. La création des algorithmes génétiques passe par quatre étapes successives : Étape 1 : Établir le codage : c’est généralement le même que la molécule d’ADN, avec quatre bases aminées différentes (prenons donc un langage quaternaire 1-2-3-4). Chaque individu aura, par exemple, 6 caractères distincts, soit 6 caractères principaux. La diversité doit être la plus importante pour faire une analogie avec la réalité. Étape 2 : Établir la population de départ : c’est la première génération qui correspond aux espèces les moins développées. Étape 3 : C’est la plus complexe. Il s’agit d’établir les générations suivantes issues des populations de départ à partir de plusieurs techniques différentes :

→ La technique « roue de la fortune » : la probabilité d'être sélectionné est proportionnelle à son adaptation au problème. Plus un être a de chance de survivre, plus il a de chance d’être sélectionné.

→ La technique « roue du Millionnaire » : la probabilité d’être sélectionnée est égale pour tous les individus, quelque soit leurs conditions d’adaptations.

→ La technique « c’est le meilleur qui gagne ! » : les individus sont choisis selon

le nombre qui possible qui peut être obtenu par les deux parents. Étape 4 : Pour pimenter le tout, les mutations génétiques doivent être aussi prises en compte, et peut donc modifier des totalités de la population.

� A quoi peuvent donc servir les algorithmes génétiques ? Ces algorithmes sont très utiles dans le domaine qui les a inspirés : la biologie. En

effet, on peut, grâce à ces algorithmes, effectuer des modélisations de l’évolution, une théorie encore très critiquée dans des pays comme les Etats-Unis ou l’Italie.

Ensuite, ces algorithmes développent considérablement les performances informatiques. Ils sont à l’origine des hyper ordinateurs, analysant à la seconde des milliards de probabilités et gérant des milliards de calculs. Les problèmes de mathématiques les plus compliqués ont été résolus de cette façon.

Les algorithmes génétiques ressemblent souvent à ça…

La molécule d’ADN selon

Lewis


Les applications industrielles sont aussi nombreuses. Le fabricant de téléphonie mobile Motorola a utilisé les algorithmes génétiques pour établir les portables les plus utiles pour la population. Sony l’utilise aussi pour confectionner ses robots, de la même manière que la NASA.

Les algorithmes évolutionnistes On peut aussi parler des algorithmes évolutionnistes, qui est une amélioration de

l’algorithme génétique, qui permet au robot d’apprendre, par exemple, le déplacement sur des surfaces complexes. Ainsi, l’un des projets scientifiques majeurs en ce qui concerne les algorithmes évolutionnistes, le projet GOLEM (Genetically Organized Lifelike Electro Mechanics). Ainsi, le robot utilise les algorithmes génétiques pour pouvoir prévoir les différentes tiges et fonctions possibles pour pouvoir bien se déplacer et ainsi obtenir, à la suite d’approximativement 500 générations, le meilleur robot pour se déplacer uniquement sur la surface analysée. Le processus est répété si le milieu, l’inclinaison etc. change.

� L’intérêt chimique

Si l’on sait prévoir avec de tels algorithmes toutes les positions géométriques possibles, ceci peut don s’appliquer aux molécules de la chimie organique. Ainsi, pour les chimistes, connaître les différentes positions dans l’espace pour les molécules, notamment exécuté avec des robots de

simulation permet de connaître les propriétés physiques des molécules. La pharmaceutique, par exemple, peut créer de nouveaux médicaments à l’aide de ces propriétés.

Les réseaux de neurones artificiels Se trouvant au point de convergence des recherches scientifiques du point de vue

des recherches cognitives, l'étude des réseaux de neurones, défini sous l’anglicisme de Artificial Neural Network est une voie prometteuse de l'Intelligence Artificielle, qui a des applications dans de nombreux domaines :

- Industrie : contrôle qualité, diagnostic de panne, corrélations entre les données fournies par différents capteurs, analyse de signature ou d'écriture manuscrite

- Finance : prévision et modélisation du marché, très utile en ces temps de crises (les robots sont-ils responsables des problèmes économiques actuels ?)

- Télécommunications et informatique : analyse du signal, élimination du bruit, reconnaissance de formes (bruits, images, paroles), compression de données

- Géologie : évaluation des risques sismiques, analyse chimique des roches, prévisions et modélisation diverses.

Les réseaux de neurones artificiels peuvent rivaliser avec le cerveau humain,

notamment au niveau de l’apprentissage, chose que beaucoup de robots ne peuvent exercer (ils ne font qu’exécuter un programme déjà fourni par le constructeur).

Toute molécule peut avoir une position différente dans l’espace


Le fonctionnement basique du neurone humain

Le fonctionnement du neurone artificiel

Le réseau de neurone artificiel Il existe deux types de neurone artificiels différents :

- le neurone sensoriel, qui est en liaison avec les capteurs du robot - le neurone moteur, qui est connecté aux parties actives, comme les

batteries, du robot, qui permettent de le faire fonctionner. Ce sont donc des neurones vitaux pour le robot.

Un neurone

Une connexion nerveuse qui transmet les signaux (voir schéma ci-dessus)

2 Considérons un seuil x


b) Le domaine civil : une vigilance, une fonction et une sécurité sans cesse accrue L’intelligence artificielle nous entoure bien entendu dans notre monde quotidien,

aussi bien dans notre bureau, dans notre cuisine, dans le lycée ou sur les routes. La voiture, peu à peu, est véritablement devenu un bijou de technologie en ce qui concerne l’intelligence artificielle, utilisant même des technologies issues des voitures de compétitions de type Formule 1. De même, notre surveillance et notre sécurité sont sans cesse inclut par l’inclusion de l’intelligence artificielle pour rechercher en l’espace de quelques clics des œuvres d’arts volées ou bien des criminels recherchés. Comment fonctionnent de tels logiciels ? Comment l’IA peut-elle coopérer avec l’être

humain jour après jour ?

� L’IA dans les voitures : quand les robots sauvent nos véhicules et notre environnement.

Un autre domaine tout aussi important, qui nous concerne tous beaucoup plus, concerne cette fois-ci l’intelligence artificielle à l’intérieur des automobiles. Avec l’invasion de l’électronique dans nos moyens de locomotions, l’intelligence artificielle a donc vraiment littéralement envahi nos voitures. Beaucoup de constructeurs, notamment français, japonais et allemand, mettent au point des GPS et des circuits électroniques de plus en plus sophistiqués pour pouvoir assurer la sécurités des passagers et surtout d’établir des liaisons entre les voitures. BMW, par exemple, pense à introduire Internet dans ses futures voitures. Les scientifiques réfléchissent notamment à des systèmes pouvant s'auto configurer, s'auto réparer et prendre des décisions de façon autonome, ainsi qu'à des passagers virtuels ou "avatars" qui interagiraient directement avec le conducteur. De plus, les systèmes d’aide à la conduite ont fait des progrès spectaculaires ces dix dernières années. Il est commun, par exemple, d’avoir des voitures qui font les créneaux tout seul grâce à une certaine forme d’intelligence artificielle.

Les folies japonaises pour 2057 !

La biomobile Mécha qui utilise des procédés chimiques complexes

pour pouvoir transformer l’air polluée en carburant. L’intelligence

artificielle est aussi utilisée pour déplacer le véhicule verticalement

et horizontalement.

Voici une « voiture » qui, en utilisant la technologie moléculaire,

peu se diviser en quatre voitures distinctes. Certains prototypes

montrent parfois de nombreuses difficultés.

Voilà un véhicule qui, doté d'un système GPS, serait capable

d'amener toute seule les enfants à l'école. La reconnaissance

optique permet aussi d’éviter les obstacles.


� Dans la vie quotidienne : quand l’IA fait le bonheur des paresseux Dans de plus en plus de salons scientifiques et de salons de l’invention, on constate

un nombre sans cesse grandissant de robots ménagers, permettant d’effectuer toutes les corvées du quotidien. Tout y passe : l’aspirateur, la vaisselle, le rangement, nourrir les animaux etc. Certaines maisons ultrasophistiquées permettent aussi de trouver dans la cuisine directement des recettes à partir des aliments reconnus par un ordinateur dans le réfrigérateur. Un paradis ? Pas vraiment… Beaucoup de ces robots, au cours de ces dernières années, ont montrés de nombreuses limites, et ne remplaceront jamais la main ou l’œil de l’homme, plus sensé.

L’aspirateur robot L’un des exemples les plus concrets aujourd’hui est l’aspirateur robot. Le modèle le plus prometteur aujourd’hui est l’Iclebo, conçu par une firme coréenne, qui s’adapte à tous les sols, à tous les recoins de la maison et fonctionne à l’aide de deux moteurs alimentés par deux batteries en lithium-ion. La pointe de la technologie !

Le même fonctionnement pour les tondeuses à gazons automatiques, programmables en fonction du terrain à tondre.

Les robots gardiens Il existe aussi de nombreux modèles de robots de sécurité, dont le fonctionnement des très simple. Equipé d’une Webcam et d’une connexion Internet bluetooth sans fil, il peut être connecté à partir d’un ordinateur, d’une console de jeu ou bine d’un téléphone portable. Ainsi, l’utilisateur, à partir de ces moyens, peut télécommander son robot et surveiller sa maison ou son bureau à tout moment. Une vraie solution contre la paranoïa.

L’aspirateur robot vu de dessus

Les trajectoires programmables possibles de l’aspirateur

Le modèle de sécurité le plus répandu aujourd’hui


Vive les maths : la machine à rendre les monnaies Nombreuses sont aujourd’hui les distributeurs. Et quelque soit le distributeur,

celui-ci doit donner ou rendre de la monnaie. Ici s’impose alors un vrai casse-tête mathématique pour la machine qui paraît simple comme bonjour comme nous.

Examinons ce problème mathématique. Soit M la monnaie donnée à la machine et soit P le prix de l’objet. La monnaie à

rendre est donc définie par M-P = M’ M’ est défini sur l’intervalle des réels positifs où les non multiples de 0.10 sont

négligeables. On défini le nombre de pièces par :

Pièce de 10c = a (10C) Pièce de 20c = b (20C) Pièce de 50c = c (50C) Pièce de 1 euro = d (1E) Pièce de 2 euros = d (2E)

On a donc M’ = a(10C)+ b(20C)+ c(50C)+d(1E)+ d(2E) où a+b+c+d+e doit être inférieur au nombre de pièce totale de la machine et le plus petit nombre possible . En effet, sinon, c’est le jackpot de 10 centimes si la machine doit nous rendre 3E par exemple. D’autres algorithmes beaucoup plus complexes sont utilisés pour déterminer le nombre de pièce de chaque catégorie.

Ce programme, qui paraît facile au premier abord, est complexe pour une machine. Distingue-t-on ici une des limites de la machine ? c) Le domaine médical : l’espérance de vie accrue par la non vie

Depuis de nombreuses années, les progrès de l’intelligence artificielle en se qui concerne le domaine médicale a fait d’énormes progrès. En effet, de nombreux exemples en ce qui concerne notamment le domaine des prothèses ou le domaine chirurgicale a permis de faciliter la vie des médecins, et, par conséquent, d’optimiser l’efficacité de multiples opérations.

� Les prothèses bioniques L’une des grandes utilisation de la robotique

dans le domaine médical est celui des prothèses bioniques qui permettent à un individu atteint d’une malformation génétique ou bien victime d’un accident quelconque de retrouver un membre amputée sous sa forme et, parfois même, de retrouver les sensations liées à ce membre. Ceci est très important du point de vue de la psychologie des personnes handicapées. L’un des exemples les plus avancés aujourd’hui en termes de prothèses robotisées est la main bionique.

Cyberhand est un regroupement de grands laboratoires européens (Danemark, Espagne, Italie et Allemagne) qui ont pour but de concevoir la main artificielle la plus intelligente du monde. Son objectif principal est notamment d’imiter le fonctionnement et l’aspect d’une main normale et de contrôler la main à partir des connections nerveuses qui existent déjà dans le corps humain.

Ensemble des pièces de la machine

Fonctionnement d’une prothèse bionique


Pour pouvoir créer une main comme celle-ci, qui puisse réagir en temps réel et

avoir un certain degré de liberté, pour prendre à la fois un objet cylindrique ou une feuille de papier, des électrodes reliées à un boîtier électronique nano technologique et à des liaisons nerveuses vont assurer la sensation de toucher, de chaleur, de douleur etc. de la même manière qu’une main normale ! Il en est de même pour contrôler la main, où les ordres envoyés au cerveau seront captés par les électrodes. Toutefois, d’un point de vue éthique, impossible de relier la main au cerveau directement !

Néanmoins, le travail n’est pas encore aujourd’hui terminé, et le travail d’équipe continue de porter ses fruits pour assurer une meilleure main bionique pour les amputées. De plus, certaines prothèses, comme le PowerKnee, permettent aux anciens sportifs de retrouver leurs capacités physiques d’antan, leur permettant ainsi de continuer de pratiquer leur sport. Ces prothèses ultrasophistiquées permettent entre autre la mise en place des jeux paralympiques.

� Les avancées en robotique médicale Les recherches en robotique médicale se sont intensifiées ces dernières années,

soutenues par plusieurs grands laboratoires européens. Les domaines les plus porteurs à court terme sont la l’écographie robotisée (projets OTELO et TER), ainsi que la radiologie automatisée (projet IRASIS). A plus long terme, c'est la chirurgie dite non destructive qui devrait bénéficier des avancées les plus récentes de la robotique.

Les avancées de la chirurgie robotisée permettent entre autre une meilleure précision et éviter les opérations chirurgicales à « cœur ouvert ». Ainsi, seule une petite incision de la peau permettra de réparer totalement des tissus altérés, alors qu’auparavant, une grande partie de l’abdomen serait découpé.

Les progrès en radiologie permettent aussi la création de sondes émettant des rayons X pour pouvoir détruire des tumeurs de manière très localisées. Toutefois, cette méthode reste très coûteuse face à la chimiothérapie par exemple.

La mise en pratique des robots dans les blocs chirurgicaux passe par une miniaturisation des dispositifs, par une utilisation plus simple à moindre prix, ce qui n’est

Electrode reliée au circuit nerveux

Pièce en acier inoxydable

Mécanisme de rotation

Fil électrique

Zone de réparation de l’amputation

Batterie Imitation de

la peau

Prothèse sportive de la jambe

Le robot chirurgien


pas le cas actuellement. Les robots chirurgicaux de demain seront plutôt des instruments robotisés, spécialisés pour une tâche donnée. Les protocoles opératoires resteront ainsi essentiellement exécutés par les chirurgiens, les instruments robotisés n'intervenant que pour certains gestes spécifiques nécessitant une grande précision ou impossibles à réaliser manuellement.

� Des pilules télécommandées pour les biopsies Lors des futurs examens de l’estomac, fini les longues sondes

à avaler ! Il suffira bientôt d’avaler une micro capsule intelligente, qui contient une caméra pour les analyses et, pour les modèles les plus avancés, une petite dose de médicament pour l’injecter sur la plaie localisée par la caméra.

Ce projet est né dans un laboratoire coréen. L’idée d’une caméra qui serait introduite dans une pilule pour réaliser n’est pas nouvelle en soi. Mais les appareils dont disposent actuellement les médecins ne peuvent que suivre le circuit digestif, et ne peuvent pas faire de marche arrière si une zone qui est intéressante est dépassée. Les laboratoires ont donc mis au point un micro robot télécommandé dont le déplacement s’inspire des microbes et des plus petits insectes. Plusieurs pattes munies de crochets peuvent donc facilement s’agripper aux parois, sans que le patient ne le ressente. Toutefois, ce robot reste un projet. Certains modèles simples ont été un succès récemment, mais d’autres tests seront réalisés en 2010.

� Les robots simulateurs de malades Certains robots peuvent aussi simuler les patients et leurs réactions vis-à-vis du

médecin. Ainsi, des scientifiques japonais ont mis au point des malades atteints de pathologies dentaires pour pouvoir opérer des vrais patients en limitant la douleur. Le robot simule par la voix ou le regard inquiétant la douleur.

Certaines maternité des pays en voie de développement, comme en Inde ou au Pakistan, ont été fournis par les pays riches en simulateurs d’accouchement, afin d’apprendre aux sages-femmes du pays même les processus de l’accouchement et les bons gestes à faire, en imitant à la quasi perfection les différentes réactions des acteurs. La

dilation du col de l’utérus est même possible.

d) Le domaine informatique : quand l’IA retourne à ses sources A l’origine même du sens de l’intelligence artificielle, beaucoup de personnes

associent cette notion aux ordinateurs, et plus généralement à l’informatique, ce qui est tout à fait recevable. Rappelons en effet que l’IA nous est parvenue grâce aux premiers pas de l’informatique. De plus, de nombreux logiciels informatiques, parfois très simples et parfois très complexes, tentent de délivrer les mathématiciens ou les physiciens d’un malheureux maux de tête, grâce à la création de logiciel d’intelligence artificielle.

La taille de la pilule…

Le robot pour dentiste


� Les logiciels de systèmes experts Derrière ce nom barbare sont regroupés tous les

logiciels capables de répondre à une question posée par un humain à partir de règles fondamentales précises. Ainsi, ce domaine est particulièrement utile

en physique chimie et en mathématique, où les propriétés et les définitions peuvent être assimilées très facilement par l’ordinateur. Ceci constitue la première partie du logiciel, appelé la base de faits, ou encore la base de règles.

Ensuite, le gros du logiciel correspond à sa capacité à ordonner ces faits et ses règles pour les choisir par rapport à la question posée par l’utilisateur : ceci constitue ce que l’on appelle les moteurs d’inférences. Il existe de nombreux types de moteur, mais la plupart se regroupent en trois catégories différentes :

- les moteurs à chaînage avant, qui partent des règles pour arriver à la question. - les moteurs à chaînage arrière, qui partent de la question pour arriver aux

règles. - les moteurs à chaînage mixte, qui utilise les deux chaînages précédents. Ainsi, de tels logiciels servent pour de nombreuses applications, dont on retiendra

essentiellement les applications scientifiques. En 1976, Mycin permet directement d’analyser la composition du sang en hématie ou en leucocytes pour analyser des maladies éventuelles. Plus tard encore, en 1965, a été conçu Dendral, qui permettait d'identifier les constituants chimiques d'un matériau à partir de spectrométrie de masse et de résonance magnétique nucléaire.

a) Le traitement automatique des langues Le Traitement automatique du langage naturel ou Traitement automatique des

langues est un mélange inattendu entre le littéraire et le scientifique, pour aider les linguistiques, à partir d’une certaine forme d’intelligence artificielle faible, de traduire ou de corriger des textes. L’ordinateur doit donc s’adapter au langage humain.

Parmi les applications les plus connues, on peut citer : - le correcteur orthographique de Word, peu performant mais très utile !

Le fonctionnement schématique des logiciels de système expert

Etude d’une bactérie par Mycin. Plus le taux d’évidence est proche de 1, plus la maladie est

clairement identifiée.


- le traducteur automatique, comme Reverso. Le plus difficile pour les robots étant de s’adapter aux règles très versatiles de chaque langue, comme mettre au pluriel ou décliner en allemand !

- la fouille automatique du texte, qui recherche directement les notions-clefs d’un texte et peut parfois en ressortir les plus grandes idées.

- Le résumé automatique de texte - La reconnaissance manuscrite ou vocale, que l’on abordera dans un autre

point. Remarque : Cette IA a été très largement utilisée pour réaliser ce TPE.

� L’intelligence artificielle au service de l’informatique ludique Dans l’informatique ludique, dont font notamment parti les jeux vidéos,

l’Intelligence Artificielle se développe à la vitesse de la lumière. En effet les nouvelles générations de cartes vidéo traitent un grand nombre d’opérations sans utiliser le processeur, le cœur des calculs de l’ordinateur, et donc plus largement de l’IA. Le processeur est donc moins sollicité et les programmeurs peuvent utiliser sa puissance pour développer des systèmes d’IA plus perfectionnés, notamment dans les jeux de gestions, de stratégie ou de tirs. Le réalisme devient donc de plus en plus saisissant, malgré les performances actuelles des machines, qui augmentent sans cesse. Ainsi, plus l’ordinateur sera puissant, mieux sera l’expérience de jeu. e) Le domaine robotique, où l’homme s’inspire de lui-même.

Il existe, dans le domaine robotique, plusieurs utilisations de celle-ci qui sont : - La robotique pour la recherche scientifique - La robotique d’exhibition et de simulation, pour les expositions ou pour la

simulation (Shanghai 2010, professeurs remplacés par les robots). - La robotique domestique, déjà évoquée auparavant.

� Les robots de recherches scientifiques

Les robots destinés à la recherche scientifique permettent aux cybernéticiens, nom donné aux scientifiques s’occupant de la robotique, mais aussi aux psychologues notamment de mieux comprendre la réalisation du raisonnement et

aux chercheurs en neurosciences, d’afficher certaines attitudes afin de mieux saisir le fonctionnement des membres et les réflexes du corps.

Le robot COG de Rodney Brooks, permet de simuler les réactions des bras et de la tête vis-à-vis des conditions de température, de pressions, de contact avec d’autres objets etc. Il permet aussi de simuler l’attitude vis-à-vis d’autres robots, vis-à-vis de lui-même etc. afin de soigner certaines pathologies mentales. Des progrès dans la cure de

l’agoraphobie ont été faits grâce aux robots notamment.

La Wii de Nintendo est un concentré d’IA ludique, dans le but de s’amuser

Le robot COG


� Le robot d’exhibition par excellence : ASIMO Se baladant un peu partout dans le monde, le robot

ASIMO, pur produit de la firme Honda, impressionne et donne à chaque fois un vrai cachet à toutes les expositions où il apparaît. Fonctionnant à l’aide d’un réseau complexe de pistons, de circuits électroniques et de câbles, ASIMO est capable, du haut de ses 1m50 et de

ses 55kg de serrer une main humaine sans faire mal, de reconnaître les visages à l’aide d’une Webcam, de servir un verre et, parfois, de monter un escalier sans chuter. La vitesse de déplacement du

robot est semblable à celle des hommes. Toutefois, le prix est difficilement accessible au grand public : il s’estime à plusieurs millions de dollars. Il reste aussi avant tout un robot de recherche : il n’est pas commercialisé.

Parmi les robots d’exhibition, on peut aussi citer les jouets-robots. Après la vague robotique qui a touchée le japon dés le début du deuxième millénaire, l’Europe connaît le phénomène depuis environ 2005. Déclinés dans plusieurs modèles, ils peuvent permettre d’imiter le comportement des chiens, ou bien encore de lire les histoires sans les parents.

� La robotique domestique en action

Ainsi, on voit bien que l’intelligence artificielle s’utilise un peu partout aujourd’hui, aussi

bien en médecine que dans la maison. Toutefois, il faut aussi bien discerner les différents problèmes scientifiques que peut causer une trop grande importance de

l’intelligence artificielle dans nos sociétés.

ASIMO en chef d’orchestre

Le chien robot

Le robot est capable de servir un plateau repas, nettoyer le sol et faire la lessive. Sa base aspire le sol pendant qu’il marche.


Troisième partie

LL’’iinntteelllliiggeennccee aarrttiiffiicciieellllee eesstt uunnee tteecchhnnoollooggiiee ttrrèèss ccoonnttrroovveerrssééee..

QQuueellss ssoonntt lleess rriissqquueess éévveennttuueellss ddee cceettttee tteecchhnnoollooggiiee ??

a) L’absence d’une quelconque intimité et d’une éthique raisonnable Il existe de nombreux problèmes d’éthique avec notre comportement vis-à-vis

des robots et des autres humains par le biais des robots. Certains experts considèrent que si le corps est manipulé ou si la dignité de la personne humaine est touchée, les questions éthiques devraient intervenir.

Tout d’abord, nous savons que les machines sont initialement conçues pour éviter aux humains certaines tâches difficiles, longues ou ennuyeuses à exécuter. En inventant et en fabriquant de plus en plus de machines, nous voulons travailler le moins possible. Ainsi, on peut se demander si le développement de la technologie n’est pas une façon pour que les personnes pouvant avoir ces objets deviennent paresseux. La question à se poser est : si le monde devient paresseux, mais « contrôlé » par des machines, que se passera-t-il après ? Une multitude de réponses possibles peut être envisagée, que ce soit des réponses optimistes ou pessimistes.

� Le contrôle de l’être humain Au niveau physiologique, en ce qui concerne les

prothèses bioniques, précédemment évoquées, que l’on peut contrôler par la pensée, nous pouvons nous demander si l’homme est toujours un homme à part entière, si certaines de ses fonctions sont remplacés par des prothèses mécaniques, ou alors un « homme mécanisé », voire une « machine humaine ». La plupart des gens estimeront sûrement qu’il s’agira juste d’un homme qui peut marcher grâce à la technologie, mais certains auront un autre point de vue sur ces

« handicapés du futur ». Partons d’un exemple poussé d’une utilisation

dangereuse de la technologie. Au Japon, les scientifiques et les militaires ont développé une machine ressemblant à un casque permettant de contrôler les mouvements d’une personne grâce à l’envoi de courants électriques au cerveau. Ces mouvements sont ordonnés à partir d’une télécommande à distance. Ainsi, ils ont pu faire bouger, faire déplacer une personne, sans qu’elle ne le veuille, grâce à cette télécommande semblable à celles des véhicules téléguidés. Ceci était certes une avancée technologique, mais appréhendée avec beaucoup de méfiance, car si cet objet était développé en série, voire en public, elle deviendrait très dangereuse pour l’Homme.

Ce genre de casque est essentiellement utilisé pour le jeu vidéo aujourd’hui

23 L’IA dans nos vies

� Un peu de littérature… Concernant les machines plus « humaines », Isaac Asimov,

écrivain américain de science-fiction, a exprimé dans son livre Les Robots trois lois éthiques intéressantes qu’un robot ne doit pas enfreindre (repris notamment plus tard dans le film I-robot) :

• Première Loi : « Un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, restant passif, laisser cet être humain exposé au danger » ;

• Deuxième Loi : « Un robot doit obéir aux ordres donnés par les êtres humains, sauf si de tels ordres sont en contradiction avec la Première Loi » ;

• Troisième Loi : « Un robot doit protéger son existence dans la mesure où cette protection n'entre pas en contradiction

avec la Première ou la Deuxième Loi ». Donc, d’après ces lois, les robots peuvent faire ce qu’ils veulent

tant qu’ils ne nuisent pas aux humains et tant que leurs actes ne vont pas à l’encontre des ordres donnés. Nous pouvons donc supposer que, si les robots viennent à ressembler intellectuellement aux humains, ceux-là possèderont des règles et des droits que tous, humains et robots, devront respecter. La Chine prévoit notamment, dès aujourd’hui, de rédiger une ou des lois concernant ces futures machines, à partir des lois d’Asimov.

b) Les limites de la technologie actuelle La puissance des composants dépend la plupart du temps de leur taille, or nous

observons de nos jours une miniaturisation de ces composants, cette miniaturisation est faite pour les ordinateurs personnels, mais les entreprises ou organisations importantes et riches utilisent comme ordinateur principal un système informatique immense ayant des capacités hors du commun (exemple : Météo France, Toulouse). Ces ordinateurs spéciaux sont beaucoup plus performants que les ordinateurs usuels. Nous allons ainsi nous baser sur les machines personnelles, car ce sont elles qui font changer le monde, nos habitudes, nos sociétés.

L’informatique a créé un monde virtuel conséquent, mais si un jour le matériel informatique ne sera pas assez puissant pour supporter le virtuel ? Plus les composants informatiques sont efficaces, plus les programmes et fonctionnalités virtuelles seront nombreux et importants.

Si on retrouve de vieux magazines chez nous sur le matériel informatique il y a dix ans et que l’on compare avec ceux que l’on peut trouver aujourd’hui, nous

remarquerons l’avancée incroyable de la puissance, de la vitesse des composants et, malgré cela, une baisse des prix, ce qui est une preuve également que l’informatique devient de plus en plus commun.

� La crise économique est un frein pour l’IA Le problème du « virtuel trop lourd » n’est pas encore très

courant. Mais la dépression économique, que l’on connaîtra durant ces prochaines années, aura, peut-être, des conséquences sur certaines entreprises qui ne pourront plus faire des avancées technologiques au niveau des composants et du matériel. Par

Ancienne couverture du roman d’Asimov

L’économie décide la science


conséquent, le développement du monde virtuel, comme les jeux notamment, et des programmes informatiques restera plus ou moins statique, sans grande innovation. L’IA qui peut être considéré comme une notion assez abstraite dépend en réalité de choses concrètes, comme l’évolution de la puissance et de l’efficacité des composants et des systèmes informatiques. Si cette évolution connaît un certain frein à un certain moment, alors l’évolution de l’IA connaîtra également un petit ralentissement, ce qui ne nous empêchera pas de nous concentrer sur d’autres études permettant d’avancer dans ce domaine, comme l’étude détaillée du fonctionnement neuronal.

� La protection de l’environnement Un des buts de la technologie est également essayer de résoudre les problèmes

de l'humanité, mais qu'en se faisant, il en génère d'autres, qui à leur tour sont résolus par la technologie, et ainsi de suite ; cependant plus la technologique évolue, plus les problèmes engendrés s'avèrent désastreux, voire irréversibles.

Exemple : les systèmes informatiques de plus en plus nombreux sont fabriquées

avec des substances polluantes pour l'environnement et cela nous portera probablement préjudice, tout comme les pesticides qui ont pour but de préserver notre nourriture des insectes notamment, mais qui la "polluent" nous causant des problèmes conséquents.

On peut considérer l'informatique et les pesticides comme deux avancées scientifiques qui résolvent bien des problèmes mais en créent d'autres.

c) Des liens humains partiellement détruits Ensuite, venons-en au cadre social que la multiplication de

machines « intelligentes » risque de bouleverser. Actuellement, malgré le fait que nous contrôlons les machines, ceux-là remplacent peu à peu les hommes au travail et cela peut poser un problème plus tard sur le taux d’emploi (exemple : La SNCF prévoit de supprimer 2000 postes de guichetiers car la vente des billets sur Internet s’est développée) : il faudra probablement créer de nouvelles branches d’emploi ou en développer. On peut aussi inventer de nouvelles façons de travailler, notamment autour de ces machines, comme la maintenance informatique. Il se peut également qu’il faille mettre en place une nouvelle société correspondant aux circonstances, comme un monde où peu de métiers seront pratiqués, où le travail existera seulement à temps partiel et où les impôts et les revenus cesseront d’exister. Ceci étant un exemple parmi tant d’autres possibles, on peut imaginer d’autres issues et d’autres sociétés, qui permettront aux Hommes et aux machines de cohabiter sereinement.

� La vie privée avec les robots Côté privé, nous constatons aussi que les machines commencent à faire le travail

quotidien à notre place : pour l’instant, nous devons les manier, mais ceux-là possèderont à l’avenir une certaine « intelligence » et feront les tâches à notre place. Ainsi, comme évoqué auparavant, les tâches pénibles et quotidiennes seront confiées aux robots, et les humains profiteront de leur confort ; un peu trop peut-être… car, bien que trop en faire peut nuire à la santé, ne rien faire du tout provoque aussi des

Le prototype de professeur robotisé


problèmes notamment physiologiques, comme l’obésité. Une critique en est d’ailleurs présentée dans plusieurs scènes du film Wall-E.

Toujours côté privé, on peut également envisager l’existence dans le futur d’un mariage homme-robot ! Incroyable mais possible. On pourra ainsi créer ou choisir, par

la même occasion, la personnalité ou l’apparence de nos « âmes sœurs » qui ne seront en fait que des humains artificiels, c’est-à-dire des robots. S’ils peuvent changer d’apparence à tout moment, on pourra changer de compagnon/compagne tous les jours sans, pour autant, changer de machine. On doit considérer ces robots comme des objets technologiques qui évoluent sans cesse en fonction du temps et des

découvertes et qu’il faudra changer au bout de quelques années pour avoir le « dernier cri », possédant des

fonctionnalités améliorées ou supplémentaires. Cependant, pour que cela devienne réalité, il faudra attendre que le robot ait les mêmes droits que ceux des Hommes (ou presque), et attendre aussi que ceux-là aient quand même une intelligence très similaire aux humains. Tout dépend s’ils seront perçus comme de simples objets ou des êtres méritant des droits à part entière.

� Les droits des robots Les robots futurs, qui ressembleront de plus en plus aux humains, auront-ils des

droits ? Si oui, lesquels ? Les mêmes que les humains ou des droits à part ? Et quelles conséquences auront ces droits sur la société future ? Nous ne pouvons pas hélas répondre à ces questions actuellement, c’est pourquoi nous ferons des suppositions. Nous pouvons par exemple penser que, comme les robots seront semblables aux humains, ils auront des droits similaires ; toutefois, on doute qu’ils seront conçus libres car ils seront probablement au service des humains, même si ceux-là peuvent penser, rêver ou réfléchir. Si nous réfléchissons bien, ces droits concerneront des objets qui seront considérés comme tel dans un premier temps, et qui auront une fonctionnalité utilitaire. Ainsi, si le budget le permet, les humains possèderont ces machines telles des animaux domestiques de nos jours. Mais les Hommes se rendront sûrement compte que, si ces robots, trop nombreux, leur ressemblent, ceux-là méritent un peu plus de liberté et une égalité plus importante par rapport aux humains. Mais, pour cela, il faut que ces robots évoluent de façon à ce qu’ils deviennent physiquement, intellectuellement et socialement semblables aux humains. Toutefois, cet avenir n’aura peut-être pas lieu, et l’on peut considérer ces visions du futur comme futiles.

Les interactions majeures du robot avec l’homme

Caricature sur la comparaison robot/ouvrier


d) Les machines peuvent-elles réellement penser ? � L’IA faible, la plus sûre Les machines peuvent-elles agir intelligemment et

penser ? Voilà une bonne question. Pour l’instant, il est évident que non. L’IA faible, la plus développée et la plus commune, apporte un semblant d’intelligence qui sont en fait des réponses programmées par rapport à nos actes. C’est une « intelligence » basique, les machines ne peuvent donc pas penser.

� L’IA forte, la plus intéressante mais la plus inquiétante Toutefois, l’IA forte en cours de développement et qui sera surtout développé

dans le futur, se rapproche de cette utopie. Grâce à l’IA forte, on essaie d’imprimer dans une machine, ressemblant oui ou non à un humain, des « sentiments ». Il faut remarquer qu’il s’agit en réalité d’une IA faible plus travaillée qui consiste à réagir et à communiquer avec les Hommes. Par exemple aujourd’hui, par le biais d’une webcam, un programme informatique est capable d’analyser la forme et les traits du visage d’une personne et ainsi savoir si elle est triste, joyeuse, en colère, etc. De la même façon, un programme peut analyser le timbre de voix de cette personne et, par conséquent, en déduire son humeur.

Cependant, nous ne sommes qu’aux prémices de cette IA forte, et malgré le fait que pour le moment les machines ne ressemblent pas vraiment aux hommes, il est fort

possible que dans le futur nous ayons droit à des objets plus perfectionnés et doués d’une grande intelligence (en apparence, en tout cas). Mais il ne semble pas possible qu’un jour les machines puissent penser, et c’est seulement, lorsque l’on aura compris et assimilé le fonctionnement total du cerveau et de toutes ces cellules et qu’on pourra le reproduire artificiellement, que les machines pourront peut-être penser. Mais dans ce cas-là, serait-ce encore une machine, ou plutôt un Homme artificiel ? Telle est la

question que l’on devra se poser le moment venu. A partir de là, une tout autre vision du monde est à concevoir, complètement imprévisible selon les décisions que prendront les Hommes à ce sujet. C’est pour cela que nous n’allons pas nous aventurer sur ce domaine. Il est évident que les machines occuperont une place importante dans notre future société. Il faudra apprendre à cohabiter avec ces machines qui deviendront de plus en plus « intelligentes » au fil du temps. Et notre société dépendra, avant tout, de la vision et de l’avis de l’Homme sur les robots, ainsi que sur une fulgurante progression

de la technologie qui dépassera évidemment notre imagination actuelle.

Cerveau chimique artificiel à l’échelle du nanomètre

27

Un prototype d’IA faible

L’IA dans nos vies

CCoonncclluussiioonn

De cette façon, l’intelligence artificielle peut-elle être utile à l’intelligence

humaine ? Pourra-t-elle être plus efficace, voire plus développée ? Quels problèmes les scientifiques résolvent et auront à résoudre avec cette technologie ?

Il est évident que cette question ne peut être résolu aujourd’hui, et d’un seul trait. Détracteurs et partisans sont très vivement opposés sur ce sujet de l’intelligence artificielle dans le futur. Toutefois, le développement impressionnant de la technologie nous a déjà fourni quelques pistes que l’on peut observer attentivement. Tout d’abord, il est évident que l’intelligence artificielle est présente partout aujourd’hui. Pour nous soigner, nous divertir, nous servir, nous conduire ou encore nous émouvoir, elle est omniprésente aussi bien dans le cadre professionnel que dans notre propre vie privée. Cette intelligence artificielle, en outre, n’est pas assez développée pour, comme dans de nombreux livres de science-fiction, prendre le pouvoir sur les hommes. Ainsi, de cette manière, aucune raison d’avoir la « technophobie » comme certaines personnes âgées. L’intelligence artificielle est en coopération avec « l’intelligence humaine ».

Pourtant, la technologie peut aussi subir un « scandale Madoff », c’est-à-dire toujours avoir plus sans regarder les conséquences ou les risques pour la société. Plus vite, plus haut, plus fort, la devise olympique peut rapidement dans nos prochaines décennies s’appliquer aux robots. Mais qu’en sera-t-il pour l’être humain ? C’est ici que notre exposé se base sur des suppositions, des imaginations scientifiques qui, certes, sont hypothétiques, mais peuvent inspirer les futures avancées techniques. Confirons-nous le pouvoir aux robots ? Peut-on sauver des vies avec les robots ? Des robots autonomes, est-ce une utopie ? Tant de question qui, aujourd’hui, restent sans réponse, et qui risquent de durer un peu plus encore muettes en raison des difficultés budgétaires que connaissent aujourd’hui les laboratoires de recherche.

L’éthique, dans les sciences cognitives, reste donc une priorité. Toutefois, le risque qu’un chercheur fou puisse concevoir une machine très intelligente existe, l’histoire récente nous le prouve. Prenez donc les cellules souches frauduleuses du sud-coréen Woo Suk Hwang en 2005, qui faisait comme un trafic de cellules humaines ! Finalement, pour l’intelligence artificielle, nous allons retenir cette maxime très connue de Rabelais :

« Science sans conscience n'est que ruine de l'âme »

28

NNooss ssoouurrcceess

La question de l’éthique

� http://aiandmusic.wordpress.com/2007/09/29/quand-lia-surpassera-telle-le-niveau-de-lintelligence-humaine/

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L’article wikipédien de l’Intelligence artificielle : http://fr.wikipedia.org/wiki/Intelligence_artificielle

L’utilisation de l’intelligence artificielle

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Histoire IA

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� Encyclopédies et dictionnaires Larousse, Hachette, Universalis

La base de notre plan

� http://www.lri.fr/~sebag/AFIA/IARussell.html

� http://www.recherche.enac.fr/opti/papers/notice.html?todo=abstract&type=books&file=iaetit.txt

Site de l’école polytechnique de Clermont-Ferrand, effectuant des travaux de robotique : http://cust.univ-bpclermont.fr/

Forum de discussion intéressant sur l’IA et ses problèmes : http://www.commentcamarche.net/forum/affich-985617-l-intelligence-

artificiel?page=2#0

La notion d’IA Forte et d’IA Faible : http://www.automatesintelligents.com/echanges/2008/jui/dossieria.html

Un article de presse sur les enjeux de l’IA : http://animatlab.lip6.fr/papers/IAp62.pdf

Sites généralistes

www.cnrs.fr/

WWW.Robotliving.org

Le site officiel du robot ASIMO

http://world.honda.com/ASIMO/

Journal télévisé de TF1

Livres

� I, Robot d’Isaac Asimov

� Quelques numéros de Sciences et Vie

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Documents

TPE Artificial Intelligence 2009