Pour combler le trou du Tuto du Mercredi (TDM) que Drak nous propose un mercredi sur deux, j'essaye de vous occuper avec une question qui, jusque là, aurait pu paraître sans intérêt voire idiote : Qu'est-ce que l'intelligence artificielle ? Jusqu'où ira-t-elle ? Le Deep Learning est-il vraiment au point ? Je ne prétends pas répondre de manière parfaite à toutes ces questions que vous serez en droit de vous poser et ce pour deux raisons : le progrès et les scientifiques eux-mêmes ne sont pas capable de dire précisément jusqu'où ira-t-on et je ne suis loin d'être un expert dans ce domaine...


Intelligence Artificielle

Tout d'abord qu'appelle-t-on "intelligence artificielle" ? Eh bien c'est en soi un concept plus qu'une simple définition. Il aurait fallu que je clarifie la signification d'intelligence qui est une notion très complexe. Peut-on dire que les fourmis soient intelligentes ? Oui : elles sont organisées, elles éprouvent des sentiments... Nous éprouvons des sentiments. Nous pensons donc nous sommes, oui mais une machine ? Elle existe physiquement, elle calcule mais éprouve-t-elle des sentiments ? Sans doute pas, du moins pas encore... Les livres de Sciences Fiction du début du siècle prévoyait des robots autonomes et nous y arrivons.

L'intelligence artificielle est, selon Larousse, «l'ensemble de théories et de techniques mises en œuvre en vue de réaliser des machines capables de simuler l'intelligence». Une définition très vague car les scientifiques et les philosophes s'arrachent encore les cheveux sur la définition d'intelligence : elle est tantôt mesurée sur des épreuves de logiques mathématiques et physique tantôt sur des tests psychologiques.

Les scientifiques sont parvenus à un compromis l'intelligence est la capacité que nous avons d'analyser certaines choses et d'en tirer des actions à faire. L'intelligence artificielle est donc un algorithme capable d'analyser son environnement et selon ce qu'il voit il arrive grâce à des calculs à effectuer des actions permettant de remplacer l'Homme dans certaines taches. La machine est donc capable d'imiter l'Homme au niveau de ses facultés cognitives.

L'utilisation d'une telle technologie a toujours suscité chez l'Homme une certaines angoisse melée d'envie et de curiosité : les livres et les films de sciences-fictions en sont la preuve, mais aussi les jeux vidéos où le joueur doit détruire une armée de robots tueurs.


Le petit frère de Deep Blue qui a battu Kasparov aux échec en 1997

D'où vient cette idée de machine pensante ? Elle remonte à la moitié du XXème siècle avec Alan Turing qui est le premier à se demander si une machine créée par l'Homme peut penser. A cette époque nous nageons clairement en plein délire. Mais les capacités mémorielles des machines se sont améliorées, les microprocesseurs sont plus puissants, les techniques de programmation ont évoluées ; et aujourd'hui ce n'est plus de la fiction que de dire "les machines sont intelligentes", certes pas autant que l'Homme, mais dans certains domaines très précis comme les jeux de logiques (échecs, jeu de Go, Poker,...) certaines machines parviennent à surpasser l'Homme. Une autre personne Warren Weaver annonce publiquement en 1949 que lorsque les machines seront capables de traduire les textes, elles seront capable de penser. Lui pensait que la traduction était une tâche que seul un humain peut effectuer. Or, nous arrivons aujourd'hui à des programmes qui arrivent à des traductions qui, sans être parfaites, sont toujours de plus en plus exactes...


Alan Turing

Où en est-on vraiment au niveau de l'intelligence artificielle ? Les scientifiques ont décrété vers 1990 que l'intelligence artificielle existait et qu'elle était opérationnelle. Attention : opérationnelle ne veut pas dire parfaitement au point, cela veut dire qu'elle est capable de raisonner sur des questions simples. En 2004 L'institut Singularity annonce sur Internet "Trois lois dangereuses" qui sont en fait celles d'Asimov. Le problème éthique de l'intelligence artificielle commence alors : jusqu'où peut-on décemment «donner» de l'intelligence au robots ? Des scientifiques Coréens ont fixés en 2007 une charte sur l'éthique à respecter vis à vis des utilisateurs et des fabricants de robots.


Issac Asimov

Les politiques ont une autre peur vis à vis de l'intelligence artificielle : si des chartes internationales condamnent les recherches trop poussées dans ce domaine, que faut-il faire ? Arrêter les recherches alors que d'autres pays les continuent sera synonyme d'un retard industriel pour le pays en question. En revanche, continuer les recherches et se faire prendre est-il une solution plus désirable ?

Les scientifiques et les philosophes pensent que l'explosion des capacités de l'intelligence artificielle conduirait à la singularité technologique, c'est à dire à l'hypothèse que l'apparition et le développement d'une telle intelligence produise chez l'Homme des changement irréversibles et incontrôlables... Aujourd'hui l'intelligence artificielle se décline en deux «types» : l'intelligence artificielle forte et faible.

L'intelligence artificielle forte doit raisonner comme l'Homme et correspond à un modèle de machine ayant une conscience de soi en tant qu'être pensant ce qui pose pas mal de problèmes : faut-il payer les robots ? Faut-il leurs donnés des congés payés ? Les mariages humains-robots ou robots-robots sont-ils envisageables ? Devrions-nous rédiger une «Déclaration Universelle des Droits des Robots» ? Ridicule peut-être, mais nous y arrivons... En bref l'intelligence artificielle forte est un modèle d'intelligence calquée sur l'Homme, donc capable d'émettre des opinions et des sentiments. Cette vision de la robotique est très polémique et suscite interêt et effroi. Ce projet est techniquement possible : les processeurs sont assez puissants pour permettre d'analyser les données aussi bien que le cerveau humain. Le problème est le logiciel... «En effet, l'important n'est pas de raisonner plus vite, en traitant plus de données, ou en mémorisant plus de choses que le cerveau humain, l'important est de traiter les informations de manière appropriée».

A l'inverse, l'intelligence artificielle dite «faible» correspond plutôt à un modèle pragmatiste : il s'agit de donner au robot de plus en plus d'autonomie de manière à réduire les coût de maintenance. Ce type d'intelligence est déjà très répandu dans l'industrie. Il s'agit donc plus d'une évolution que d'une révolution, puisque ce type d'IA s'inscrit dans la lignée des recherches précédentes menées depuis les années 60. Ce type d'intelligence n'est pas vraiment intelligente : il s'agit d'un gain d'autonomie ou de boucles conditionnelles placé astucieusement et simulant l'intelligence. Par exemple dans un jeu de rôle, si le joueur à telles coordonnées, alors avancer deux villageois aux coordonnées suivantes. Cette action encercle le joueur sans que "l'IA" ait fait quoi que ce soit "d'intelligent" : elle a avancé deux villageois à des coordonnées données parce que le joueur avait telles coordonnées et pas parce qu'elle sait que cette action allait encercler le joueur.

On parle de plus en plus souvent de Deep Learning, qu'est ce c'est ? Le Deep Learning, ou Apprentissage Profond (je l'appellerai ainsi), correspond à un concept apparu en 2010. Plusieurs facteurs, dont la puissance des machines, les algorithmes discriminants capable de trier les données, et les réseaux de neurones artificiels, ont permis l'émergence de ce type d'algorithme.


Réseaux neuronaux (vue d'artiste)


L'apprentissage Profond évolue en fonction des expériences de la même manière qu'un enfant. Imaginons un enfant qui pense que le niveau de l'eau dans le verre dépend uniquement de la quantité d'eau dans ce verre, puis il va comprendre que ce niveau dépend également du diamètre du verre,...etc Les algorithmes d'Apprentissage Profond agissent de la même manière : ils «testent» et retiennent pour avoir un comportement de plus en plus adapté à leurs environnent. AlphaGo est un algorithme d'Apprentissage profond.

Il y plusieurs type d'application comme reconnaître les émotions sur un visage, reconnaitre un visage, correction automatique, la machine est capable de produire des œuvres musicales, ou de reproduire une œuvre existante à partir d'image.

Ce que l'on appelle "Machine Learning" est, en fait, un apprentissage de la machine basé sur les études statistiques et les probabilités. Ce type de machine n'est donc pas réellement intelligente : elle calcule des statistiques et ses actions se font en fonction des résultats obtenus.


Le Deep Learning ou l'évolution du robot

A quoi sert l'intelligence artificielle ? L'intelligence artificielle à beaucoup de domaine d'application : du jeu vidéo à la gestion d'entreprise en passant par... l'art !! Eh oui les artistes aussi ont opté pour cette forme d'art "en mouvement"... Non parlons ici des application de l'intelligence artificielle faible.
Je vais passer rapidement sur la gestion de fond et des banques. Je citerai Sidetrade, une entreprise où un robot gère seul la totalité des fonds de l'entreprise.
L'armée se sert également des IA avec les drones ou des robots d'assistances à la décision au niveau stratégique. On retrouve des projets d'automatisation de l'armement aux Etats-Unis, qui ont investit 18 milliards de dollars sur ce genre de recherches. Le projet Maven en fait partit.
La médecine s'en sert pour l'aide au diagnostic. Les IA sont utilisées de plus en plus en Droit pour prédire les décisions de la Justice. Je précise rapidement que les intelligences artificielles sont également présentent dans les grandes plateformes logistiques.

Je vais approfondir un peu plus la partie suivante puisqu'il s'agit du jeu vidéo. Le premier jeu créé avec une intelligence artificielle est le jeu d'échec. Puis d'autres jeux ont commencé à apparaître avec des IA. Cette automatisation permet de rendre le jeu plus "vivant" car les personnages non jouables ont des comportements qui changent en fonctions de l'attitude du joueur. Cette partie du jeu a été laissée en retrait par rapport aux recherches qui ont été effectuées au niveau de la recherches graphique. Aujourd'hui les développeurs commencent à inclure des IA performantes dans les jeux ce qui ce traduit par l'apparition de personnages non jouables au comportement a priori intelligent. Il faut donc s'attendre à voir de plus en plus apparaitre des personnes dans les villages avec lesquelles nous pouvons interagir. Les jeux en ligne comme "League of Legend" ou n'importe quel autre jeu de type "MOBA" fonctionnent avec des IA : il y a l'équipe humaine et l'autre équipe qui est gérée informatiquement. Alexot nous a donné le lien du site OpenAI Five qui travaille sur les IA qui sont dans Dota2. Récemment une IA a battu un joueur professionnel en "1 contre1". Et l'entreprise travaille actuellement sur un projet de "5 contre 5".

L'art maintenant... L'intelligence artificielle trouve un écho dans l'art moderne. Au départ, ce sont les Français les premiers à expérimenter cette nouvelle forme d'art. Depuis des artistes américains (Karl Sims), français (Michel Bret, Marie-Hélène Tramus), et bien d'autres encore ce sont pris d'amitié pour ce nouvel art et l'emploient de plus en plus. Ces techniques artistiques sont appréciées pour leurs caractères dynamiques et autonomes. L'art avec l'intelligence artificielle a été appelée "Living Art" par les artistes. Récemment une exposition sur ce type d'art a eue lieux dans le Grand-Palais où plusieurs artistes ont exposés leurs œuvres :


Artistes & Robots

Qu'est-ce que l'Overfitting ? Encore un terme Anglais que j'appellerai ici sous une appellation française (puisqu'elle existe) : le Sur-apprentissage. Peut-être que cela vous parle, peut-être pas, ce n'est pas grave. Le Sur-apprentissage correspond à une surcharge de la base de données. En d'autres termes, le Sur-apprentissage est une des conséquences de l'Apprentissage Profond : la machine teste,et retient énormément de données de manière a avoir un comportement adapté à son environnement (je sais que vous le savez mais vous vous devez l'intégrer). Or, au fil de ses expériences il va emmagasiner des informations contradictoires qui vont perturber ses algorithmes discriminants. Reprenons notre enfant, il a un papa qui lui dit de ne pas dire de gros mots, mais le père dit des gros mots. L'enfant va hésiter, mais ce n'est pas grave le cerveaux est assez puissant pour passer outre cette hésitation, mais ce n'est pas le cas du robot...

Pour faire simple le robot aura trop de données contradictoires en mémoire et ne pourra plus déterminer quelles actions seront à faire ou non.
Par exemple : le robot effectue un test T il obtient une réponse A qu'il mémorise, puis il refait le test T dans les mêmes conditions mais obtient cette fois ci une réponse B qui est l'opposé de A.
Le robot une fois confronté au problème T ne sera pas en mesure de choisir entre A et B.



Si cet article vous a plût : merci de laisser des idées de thèmes sur lesquels vous aimeriez en savoir plus : j'essayerai de faire un autre "Questions & Réponses" sur ce sujet.



Sources : wikipédia, des rapports du CNIL, Larousse,un article de Yoshua Bengio pour l'université de Montreal, un article de Alan Turing, Le Monde, et Sciences & Avenir
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