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Intelligence artificielle, fonctionnement de la pensée et du cerveau

Quelques ouvrages de référence, pour aborder l'intelligence artificielle, et plus généralement réfléchir aux richesses et aux limites des modèles inspirés de la biologie dans les sciences et technologies de l'information et de la communication.

L'intelligence artificielle

Jean-Noël Lafargue, Marion Montaigne (Éditions Le Lombard, collection La petite Bédéthèque des Savoirs, mars 2016)

AI MontaigneMarion Montaigne cherche à comprendre. Elle tente d’expliquer simplement tout ce que la science peut lui mettre entre les mains. Pour arriver à ses fins, elle rencontre des scientifiques et transforme leurs explications en dessins. Son travail consiste donc à écouter les explications parfois incompréhensibles de spécialistes et à en faire une histoire simple à appréhender.

Connue pour son blog « Tu mourras moins bête, mais tu mourras quand même », Marion Montaigne y croque toutes les directions de la science. Sauf que Marion Montaigne n’est pas politiquement correcte. Elle dessine la science comme on en parlerait entre potes avec une bière à la main. Oui, mais non, normalement la science c’est important, on ne doit pas en parler comme ça ! Il faut la respecter. Marion Montaigne ne respecte rien et parle de tout, et finalement on comprend beaucoup mieux quand c’est expliqué simplement.

Le succès de son blog a conduit à la publication des aventures du Professeur Moustache, dont on ne sait pas trop si c’est un homme ou une femme, ou plutôt une femme à moustache, et de son assistant Nathanaël. Ces billets ont également donné lieu à un programme court diffusé tous les soirs sur Arte en février, dans lequel François Morel a prêté sa voix au Professeur Moustache. On y aborde des sujets aussi divers que « Perdre son gras, pas une mince affaire », « Les dinosaures avaient-ils des plumes », « L’évolution sexuelle de l’Homme » ou « les chercheurs surmenés ». Dans ce dernier épisode, elle rend hommage à tous ceux qui ont échoués à faire avancer la science. Mais pour ceux qui préfèrent la bande dessinée à l’original, on peut retrouver aux éditions Delcourt 4 volumes des rencontres scientifiques du Professeur Moustache.

Mais pourquoi parler de Marion Montaigne aujourd’hui ? Eh bien parce qu’elle a commis une superbe BD d’explication sur ce qu’est l’intelligence artificielle, parue aux éditions Le Lombard dans la collection « La petite Bédéthèque des Savoirs ». Cette nouvelle collection s’inscrit dans un travail de vulgarisation scientifique mené pas à pas avec un scientifique et un auteur de BD. Ils doivent garder en tête un objectif : être le plus didactique possible. On retrouve par exemple un volume réalisé avec Hubert Reeves sur l’univers et beaucoup d'autres propositions très enthousiasmantes (pour un prix raisonnable de 10€).

Bref, le but est ici de dresser un panorama historique et réel de ce qu’est l’Intelligence Artificielle (IA), de comment elle est perçue et ce qu’il est vraiment possible d’en faire aujourd’hui. Pour bien faire, Marion Montaigne a travaillé avec Jean-Noël Lafargue, maître de conférences en art et spécialiste des technologies. Il est notamment l’auteur du blog satirique sur la science Scientists of America. De quoi proposer une vision sérieuse et décalée de la science !

Les deux auteurs nous invitent à un merveilleux voyage dans le temps, en partant du futur proche où les formes de vie se sont tellement battues qu’elles ont tout détruit. Elles décident d’envoyer une IA nommée Gladys et qui ressemble à s’y méprendre à Juliette Gréco, à travers le temps jusqu’en 2016 pour comprendre pourquoi elles en sont arrivées là. Et comme il faut expliquer à Gladys comment la science a avancé jusqu’en 2016, puis découvrir le monde de 2016 avec les yeux de Gladys, nous avons là un formidable prétexte à parler de science.

C’est l’occasion d’une rencontre mythique entre Gladys et les leaders de la Silicon Valley ou de passer de la vallée de l’étrange au théorème d’incomplétude de Gödel en quelques pages. De quoi poser les grandes lignes d’une épistémologie de l’IA, tout en mettant en avant les problématiques contemporaines. Et tout cela de manière compréhensible évidemment. Bref, j’adore le Professeur Moustache, mais là, je ne peux résister à l'envie d'encadrer certaines pages de ce livre sur mes murs. Si vous avez la chance de ne pas l’avoir encore dévoré, courez lire ce livre indispensable.

Maxime Amblard

Vers une science de la vie mentale

Stanislas Dehaene, leçon inaugurale au Collège de France (avril 2006)

Stanislas-Dehaene260Accéder à la vidéo.

Nos opérations mentales, notre pensée, notre conscience sont-ils des objets d'études scientifiques ? C'est la réponse positive à cette question qui a fait entrer Stanislas Dehaene au Collège de France sur une chaire de « psychologie », c'est-à-dire de la science de la vie mentale, ou science de la vie cognitive, qui tente d'énoncer les lois générales de la pensée.

De la perception à l'acte moteur,  du mot au concept, de l’émotion aux souvenirs, de l’introspection à la décision, de la pensée consciente à la pensée inconsciente, le décryptage des opérations mentales permet d'énoncer quelques lois générales et d'en comprendre les origines.

Le basculement de l'énoncé d'idées générales à la découverte de résultats reproductibles au sein de toute l'espèce humaine (quand ce n'est pas dans une grande partie du règne animal) s'est fait grâce à trois leviers. D'abord, le choix d'étudier en profondeur des problèmes très étroits, comme la reconnaissance des visages ou la sélection animale de l'action. Ensuite, le fait de proposer des lois réfutables ou non par l'expérience : nous ne sommes plus dans le domaine des hypothèses mais dans celui des vérifications. Enfin, l'alliance de toutes les sciences invitées à contribuer à cet extraordinaire chantier : biochimie, neurologie, physique, modélisation mathématique et informatique.

Ainsi, les sciences du numérique se retrouvent sollicitées à plusieurs reprises. Des données de l'imagerie cérébrale sont analysées en collaboration avec des mathématiciens et informaticiens. Une fonction cognitive est décrite par un algorithme formel, puis mise en relation avec tous les niveaux d’organisation du cerveau. On ne réduit pas ici un cerveau à un ordinateur : c'est au contraire dans leurs profondes différences que l'on apprend mieux comment fonctionnent l'un et l'autre.

Au cours de cette leçon inaugurale, Stanislas Dehaene illustre son propos par l'étude du sens du nombre, de l'arithmétique élémentaire donc, au niveau du cerveau animal ou humain, fût-il un bébé. Il nous montre la capacité de ces cerveaux à évaluer, sans symbole ni langage, par exemple des quantités de nourriture ou d'adversaires. Il décrit le recyclage des régions cérébrales ancestrales pour implémenter de nouvelles fonctions humaines. Il évoque aussi les liens entre conscience et cerveau.

On découvre l'impact majeur de cette science au plus intime de notre vie ou de celle de nos enfants. Par exemple, pour l'apprentissage de la lecture, des réponses définitives sont données à une certaine errance pédagogique dite « méthode globale ». On imagine que la réflexion philosophique sur ces sujets ne peut plus ignorer de tels résultats scientifiques. La responsabilité juridique pourrait même devoir être repensée à la lumière des recherches sur ce que nous appelons libre-arbitre.

Thierry Viéville

Aux sources de la parole, auto-organisation et évolution

Pierre-Yves Oudeyer (Éditions Odile Jacob, collection Sciences, septembre 2013)

Le langage, propre à l'humain, est la capacité d'exprimer une pensée et de communiquer de manière « intelligente ». Pour appréhender ce vaste sujet, cet ouvrage cherche à comprendre sa forme verbale, la parole. Aux sources de la parole met à la portée de tous une approche encore peu répandue des sciences du XXIe siècle : l'approche systémique. Le problème est abordé dans sa globalité, et les sciences humaines ou naturelles, tout comme les sciences formelles, sont invitées dans le même laboratoire d'idées. Ainsi, l'évolution qui a mené à l'émergence de l'intelligence humaine est présentée comme une interaction entre la sélection darwinienne et les mécanismes d'auto-organisation étudiés par les spécialistes des systèmes complexes et dynamiques.

Au-delà de son objectif initial, ce livre nous offre une réflexion approfondie et explicative sur les théories évolutionnistes, ainsi qu'une mise en lumière de cette nouvelle méthode basée sur l'expérimentation numérique et robotique. Il décrit de manière très didactique comment se constituent ainsi de véritables méthodes scientifiques, permettant de comprendre par l'expérimentation les phénomènes les plus complexes qui échappent à des descriptions purement verbales.

Voilà donc un bel ouvrage de vulgarisation, très plaisant à lire, qui plus est.

L'auteur rencontre le public au Musée des arts et métiers le 7 novembre 2013, dans le cycle Paroles d'auteurs.


L'intelligence artificielle

Jean-Gabriel Ganascia (Le cavalier bleu 2007 - collection Idées reçues)

couverture

L’intelligence des machines a toujours été pour l’homme un mythe et surtout la source de doutes, de peurs et d’espoirs. En partant du mythe du Golem, l'auteur démonte quelques-unes de nos idées reçues sur l’intelligence artificielle.
Ce champ disciplinaire est bien trop modeste pour être dangereux, mais aussi bien trop technique pour être compris sans regarder en détail de quoi il s'agit. Le terme « intelligence artificielle » désigne à la fois un ensemble de méthodes abouties qui permettent de simuler des mécanismes complexes sur ordinateur et la perspective scientifique controversée, mais très motivante, que ces simulations de mécanismes cognitifs puissent un jour « surprendre » notre propre pensée.
L'auteur défend et démythifie l'intelligence artificielle pour mieux nous aider à nous forger notre propre opinion sur le sujet.

 

La société de l'esprit

Marvin Minsky (InterÉditions 1988)

couverture

Traduction de The Society of Mind (1985).
Cet ouvrage propose une solution à la question que tout le monde se pose : « Comment l'esprit fonctionne-t-il ? et comment l'intelligence émerge-t-elle ? » Minsky, un des grands noms de l'intelligence artificielle, propose un modèle formé d'un ensemble d'agents dont les capacités individuelles sont limitées, à l'image d'une fourmilière ou d'une ruche.
Un livre pour découvrir et réfléchir au-delà de la simple technique.

Ce livre est épuisé, vous pourrez le trouver en bibliothèque.



Gödel, Escher, Bach : Les Brins d'une Guirlande Éternelle

D. Hofstader (Dunod 2000)

couverture

Traduction de Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid (1979).
De la logique la plus pure, de l'art en passant par la biologie moléculaire à l'intelligence artificielle, l'auteur démonte les rouages logiques sur lesquels reposent toutes les sciences actuelles. Il nous rend intelligibles des similitudes cachées entre des domaines aussi variés que la biologie, la psychologie, la physique et la linguistique. Il permet de se doter des éléments philosophiques utiles pour comprendre le cœur de la science moderne, les difficultés et les limites de l'informatique théorique.
Un livre pour découvrir les grandes idées derrière les sciences modernes.

 

L'esprit, l'ordinateur et les lois de la physique

Roger Penrose (InterÉditions 1993)

couverture

Traduction de The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics (1989).
Bien qu'il touche à des sujets tels que la relativité, la mécanique quantique et la cosmologie, la préoccupation centrale de l'auteur demeure « le problème du corps et de l'esprit ». Son livre représente « l'attaque la plus efficace jamais portée à l'encontre de l'intelligence artificielle », mais pour mieux introduire une pensée moderne et efficace sur les éléments fondamentaux des modèles biologiques et artificiels de l'intelligence.
Un livre pour réfléchir aux enjeux de ces nouvelles technologies.


La décision

Alain Berthoz (Odile Jacob 2003)

couverture

Un point sur les recherches les plus récentes de la neurophysiologie : le cerveau ne produit pas de la rationalité, mais des émotions génératrices de paris plus ou moins hasardeux, ceci dans la filière de développement de processus hérités du monde biologique, à peine plus sophistiqués au sein des sociétés humaines. Cette continuité évolutive des mécanismes permet de prendre des décisions dites intelligentes : des actions engagées qui prennent la forme de gestes ou de comportement précis, adaptés à chaque type de situation ou d'espace rencontré. L'ensemble est sous le contrôle d'aires spécifiques du cerveau, héritées de millions d'années d'évolution, adapté à chaque situation.
Un grande leçon sur le système de communication et de traitement de l'information le plus abouti : le cerveau humain.

 

Les canaux ioniques : générateurs de bioélectricité, cibles essentielles de médicaments

Michel Lazdunski

couverture

Conférence donnée dans le cadre du colloquium Jacques Morgenstern à Sophia Antipolis.
Présentation et vidéo.

Cet exposé explique le fonctionnement des canaux ioniques, et comment il peut être modifié en utilisant des outils informatiques. Dans le cerveau, les canaux ioniques sont les « nanomachines » à l'origine des signaux électriques générés par les cellules excitables, au premier rang desquelles viennent les cellules nerveuses, mais qui incluent également les cellules cardiaques, musculaires, etc. Ils sont impliqués dans une grande variété de pathologies : arythmies cardiaques et mort subite, épilepsies, sclérose en plaques, etc., et probablement les maladies mentales. Modifier le fonctionnement des canaux ioniques peut bien entendu conduire aussi à des désordres graves, voire mortels, du fonctionnement bioélectrique. C'est ce qui arrive par exemple sous l'effet des « armes biologiques ». Mais modifier ce fonctionnement a heureusement un grand intérêt thérapeutique, et les STIC fournissent les outils permettant cette avancée scientifique.

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