Artéfacts cognitifs et théorie associée

Une machine peut-elle être consciente ? Comment pourrait-on la reconnaître en tant que telle ? Sommes-nous finalement des êtres conscients ?

Une machine intelligente

A l'instar du robot soldat imaginé par James Cameron, qui n'a de cesse de vouloir exterminer la race humaine, ou a contrario, de Wall-E, ce petit robot qui découvre l'amour, une machine peut-elle véritablement être intelligente ? Ou les machines intelligentes sont-elles condamnées à rester au panthéon de la science-fiction ?




L’intelligence peut être définie comme plusieurs actions développées en réponse à une situation particulière. Comme toute succession d’actions, celle-ci caractérise un comportement orienté vers un but, lui-même défini par l’observateur.
Dans ce cadre, il est tout à fait concevable qu’une machine puisse adopter un comportement intelligent.

Néanmoins, l’intelligence sous-tend une certaine capacité adaptative. Rares sont les calculateurs réussissant à s’adapter à d’autres tâches que l’arithmétique. Le développement de « systèmes adaptables » serait un nécessaire pour concevoir une telle intelligence.
Il existe pour cela des algorithmes d’apprentissage associés à des Cartes Auto-Organisatrices (CAO) nées de travaux portant sur la modélisation de réseaux neuronaux.

Cartes auto-organisatrices ou CAO

Ces cartes sont capables d’organiser dans un espace à deux dimensions (une surface : rappelons que notre cortex fait 4 à 5mm d’épaisseur pour un mètre carré) des informations multidimensionnelles. Par exemple, ces cartes sont capables d’organiser le PIB d’un pays, ses conditions en termes de droits de l’homme, et sa croissance annuelle (soit 3 dimensions) sur une carte plane.

Ces cartes ne traitent pas les informations, mais se contentent simplement de leur stockage et de leur organisation, à la manière d’une mémoire proche de celle de l’homme.

Ces cartes, grâce à leurs capacités de généralisation, sont utilisées pour reconnaitre les différentes écritures des enveloppes et ainsi, permettre la distribution correcte du courrier dans la grande majorité des cas.
De plus, grâce à des algorithmes de renforcement (stimulation positive, mauvaise ou neutre), elles sont capables d’évoluer au cours du temps en fonction de l’expérience et de la pratique pour aboutir à un degré d’efficacité maximale. Et surtout, une efficacité en permanence améliorée, sans autre limite que le temps passé à apprendre, tout comme le cerveau semblerait fonctionner.

Ces CAO se veulent représentatives du fonctionnement des réseaux neuronaux chez l’homme. Elles sont capables d’expliquer différentes pathologies (Alzheimer, dépression, schizophrénie, TOC, hyperactivité, insomnie, dyslexie, autisme, etc.), d’expliquer pourquoi la méthode globale d’écriture est moins efficace, les faux souvenirs, la crise d’adolescence, et j’en passe.

Développement de robots

Petit robot de 8cm capable d'apprendre à se mouvoir seul dans un environnement inconnu. Photo de Alain Herzog. Maîtrise de sciences cognitives de Jayet Arnaud, 2002-2003.


Grâce à tout ceci, il est possible de développer des robots capables d’apprendre à se mouvoir dans un environnement inconnu, sans heurter les objets qui s’y trouvent, en améliorant leurs performances. Ce qui est intéressant dans ce système, comparé à des robots évolutionnistes (qui deviennent efficaces seulement dans un seul type d’environnement bien défini), est qu’une fois l’apprentissage réalisé, celui-ci pourra se déplacer dans n’importe quel environnement.

Dans de nombreux points, ces cartes reproduisent fidèlement les processus cognitifs humains.
Mais si ces cartes reproduisent fidèlement le fonctionnement du cerveau, qu’en est-il de leur portée à l’échelle de la conscience ? Et surtout, permettraient-elles d’en créer une ?

Tout semblerait converger vers ce point. Une centaine d’ordinateurs domestiques serait suffisante pour fournir la capacité de calcul. Il existe déjà différents systèmes pouvant servir à récolter des informations sensorielles (même si cela est moins précis que chez l’homme).

Vers une conscience artificielle

Mais s’il ne semble pas y avoir de barrière technologique, pourquoi cela n’existe-t-il pas encore ?

Tout d’abord, il faut un financement et donc convaincre que cela est possible. Ceci malgré les détracteurs. Deuxièmement, il faut du temps.
En effet, notre cerveau élabore des cartes corticales (équivalentes aux CAO) de niveau de plus en plus élevé, qui mettent plusieurs années à mûrir. Et plus le niveau est élevé, plus le temps nécessaire pour compléter ce niveau est grand. En effet, une carte doit être achevée avant qu’il y ait la mise en place d’une suivante de degré supérieur. Et chaque carte doit remplir un nombre identique d’expériences pour être complète. L’expérience dépendant directement du temps exposé à ces informations (par exemple, la lecture nécessite la mise en place de dix « étages » de cartes), cela prend des années. Si le modèle est correct, alors il faudra autant de temps à l’artéfact pour apprendre qu’à un homme.

Mais à quoi cela sert-il de créer un homme artificiel, si celui-ci n’est pas plus performant que nous ?

Il faut savoir que cela répondrait à la question que se posent depuis la nuit des temps les hommes : peut-on réussir à imiter la nature ? Ceci permettrait, au-delà de la simple satisfaction et curiosité scientifique, de fournir la preuve ou non, que le modèle fonctionne.
Mais ceci pourrait avoir une portée beaucoup plus longue.
En effet, ces artéfacts pourraient ne pas vieillir et ne pas mourir. Or, nous avons vu que le développement des cartes corticales est proportionnel au temps passé confronté à l’expérience. Quel niveau de compréhension du monde pourraient développer des êtres vivant des siècles, voire des millénaires ?
Pour ne pas les considérer comme immortels, ce qui serait le cas, vu que moins complexes que la vie, on pourrait plus aisément les réparer. Ce pourrait être une véritable évolution technologique.

A plus court terme, développer de tels artéfacts servirait à développer des compagnons pour les personnes vivant seules et ainsi, leur éviter un isolement social. Il serait plaisant d’imaginer un « tamagochi » qui serait une vraie personne.
De la même manière, cela permettrait de restaurer une certaine communication sociale.

Implications théoriques

Plus visionnaire encore, mais c’est là que cet article ne sera pas suffisant pour vous exposer les arguments de la théorie. Sachez qu’ils existent, mais sont difficiles à admettre. Et si je vous en parle, ce n’est pas pour vous convaincre, mais pour vous exposer ses idées.

Cette théorie, en effet, considère l’homme comme une "cristallisation de nos souvenirs" : nous ne serions qu’une mémoire organisant de l’information à partir de notre environnement. C’est là que cela pourrait gêner des gens car elle prône qu’il n’y a pas de sens caché à la vie.

De la même manière, elle prône que le libre arbitre n’existe pas.
Elle fait, en effet, l’hypothèse que si nous connaissions parfaitement les relations d’un cerveau et que nous avions accès à l’ensemble des souvenirs d’un individu, alors nous pourrions prédire l’état du cerveau quelques mois plus tard et par récurrence, l’ensemble de la vie de l’individu.

Cette théorie prône aussi qu’une mémoire n’a pas à posséder et qu’en général, c’est l’objet que nous croyons posséder qui finalement nous possède (peur de se le faire abîmer, voler, etc.)

Il en découle aussi que si nous n’avons pas encore rencontré les petits hommes verts, c’est qu’elle estime qu’eux-mêmes ont fini par adopter le concept que nous n’étions qu’une cristallisation de souvenirs, et que l’essentiel ce sont les interactions que nous développons avec nos proches. Dans ce cas, voyager à des milliers d’années lumières (en admettant que cette vitesse est une limite infranchissable) n’aurait pas de sens car à notre retour, tous les gens de notre entourage - donc notre environnement - auraient disparu depuis bien longtemps.

Cette théorie fait, par définition, qu’étant simplement des mémoires, faisant voyager de l’information vers le futur, nous ne serions pas mortels.
En effet, l’information continuerait à voyager à travers nos descendants ou les gens que nous avons instruits, après nous.
Elle rejoindrait l’idée de la réincarnation vantée par certaines religions, non pas au sens littéral comme souvent on peut le comprendre, mais dans un sens plus métaphorique, mais bien réel (toujours en admettant la théorie).

Elle rejoint aussi la philosophie bouddhiste qui veut que nous n’existons pas vraiment, comme nous n’avons pas de libre arbitre. De même, conscience et intelligence ne seraient qu’une illusion.

Cette théorie extrapole aussi au niveau de la vie. Une chose, une entité matérielle, qui est capable de se réparer et de se reproduire finira par coloniser le milieu et ça donnera de la vie.

Conclusion

Voilà, réussir à construire un artéfact cognitif à partir de ses CAO reviendrait à bien plus que prouver que l’homme est capable d’imiter la nature, cela reviendrait à admettre un certain nombre de corrélats philosophiques et pour la plupart d’entre nous, à changer notre vision de la vie, de la conscience et de notre place dans l’univers.

Ceci est loin d’être anecdotique, j’ai essayé de vous faire part le plus fidèlement possible de ce que j’ai compris. Bien d’autres personnes pourraient vous l’expliquer mille fois mieux que moi. En tout cas, j’espère que cela vous aura intéressé .

Références :

Alan Turing, Computing Machinery and Intelligence, Mind, Oct. 1950

Tuevo Kohonen, Introduction to Neural Networks

C. Touzet, Les réseaux de neurones artificiels : introduction au connexionnisme, 150 pages, Préface de Jeanny Hérault, EC2 éd., Paris, 1992.

L. E. Parker, C. Touzet and D. Jung " Learning and Adaptation in Multi-Robot Teams," Proc. of Eighteenth Symposium on Energy Engineering Sciences, 2000: 177-185.

 
 
~Austin~ Publié le : 18/03/2010

Magnifique article... et le hasard fait bien les choses car j'ai justement assisté à une conférence qui essayait d'expliquer le lien entre le cerveau et l'informatique.

Je vais essayer d'apporter quelques compléments à ce niveau-là.

Prenons en compte en premier lieu quelques différences entre un cerveau et un ordinateur :

Première différence

Un cerveau réalise des opérations en parallèles et à un rythme lent (5 à 10ms pour passer une information d'une étape à une autre).
Un ordinateur peut réaliser des opérations en parallèles, mais ce n’est pas une généralité, un ordinateur réalise en général ses tâches de façon séquentielles. Mais aussi il va lui falloir un temps beaucoup plus rapide que le ferait un cerveau pour transmette une information. Et le temps de calcul est en constante "réduction" grâce à l'augmentation croissante des vitesses de calcul des processeurs et de l'accroissement des technologies multiprocesseurs.

Deux premières questions peuvent se poser du coup :

1. Du point de vue de l'unité : un cerveau traite plus d'informations que traiterait un ordinateur "classique". Pour avoir un ordinateur qui traite autant d’informations qu’un cerveau, il y a encore du chemin. Ne serait-ce pas du coup une forme de "décroissance" malgré le fait qu’on gagne en temps d’apprentissage ?

2. Si à terme la technologie arrive à réduire ce ratio, le fait qu'un ordinateur traite plus rapidement des informations n'amènerait-il une machine à un niveau de conscience beaucoup plus élevé en un temps réduit ? On rejoindrait donc le thème fétiche de la science-fiction : faire naître une machine intelligence conduirait automatique à la disparition de l’espèce humaine !

Deuxième différence

Une autre différence importante c'est la différence entre un "réseau neuronal" biologique et un "réseau neuronal" informatique. Côté biologique on ne va pas calculer des données mais transmettre des stimuli... Quand les biologistes parlent d’informations dans le cerveau, ils utilisent l’unité temporelle. Exemple : "À 40 ms on sera à l’étape de reconnaissance des formes d’une image". Alors que côté informatique, il va y avoir une succession de calculs mathématiques pour arriver à son but. D’un côté l’information sera transmise et comprise, de l’autre elle sera calculée pour être transmise et comprise !

Si je prends l'exemple du conférencier, un lapin qui voit un renard va réagir très vite en déclenchant l'action de fuite. Le lapin pour sauver sa vie va devoir réagir très vite dans le temps. Si le lapin avait pris le temps de calculer les possibilités (à la manière informatique) aurait-il pu sauver sa vie ?

Il faut savoir que le cerveau humain reste encore une zone très peu explorée. On commence vraiment à s’y intéresser depuis le début du 21e siècle. On sait reproduire certains comportements, arriver à faire marcher des handicapés, remplacer des bras. Mais il y a encore beaucoup de zones d’ombre. Qu’est-ce que l’intuition ? Comment représenter le libre arbitre ? Comment reproduire l’humour ? Qu’est-ce qu’une pensée ? Qu’est-ce que l’âme ? Et bien plus encore !

Notons aussi quelques limitations du point de vue informatique. Gödel en son temps l’avait démontré, les mathématiques ne pourront jamais résoudre tous les théorèmes. L’univers démontrable des mathématiques est borné. L’informatique étant basé sur une partie du domaine mathématique, on peut extrapoler en disant que jamais l’informatique ne pourra réaliser certaines opérations. Certains experts du milieu prolongent même l’idée que la réalisation d’une intelligence artificielle ne sera jamais possible (ou du moins complète) à cause du théorème de Gödel. On pourra toujours imiter les comportements que nous aurons analysés, compris et que nous savons reproduire mais nous ne pourrons jamais aller au-delà de la simulation du vivant.

Après il est vrai que l’informatique nous aide beaucoup et nous a permis de percer le mystère de certains problèmes (le théorème de Fermat, battre un humain au jeu de Go, pour citer quelques découvertes récentes). Le domaine d’expérimentation est encore grand !

Par exemple les scientifiques essayent d’analyser l’utilisation du hasard dans la résolution des problèmes. Pour prendre un exemple simple, ils pensent qu’une souris peut sortir rapidement d’un labyrinthe en utilisant le hasard. Ils pensent avoir mis au point un programme informatique (algorithme) pour essayer de reproduire ce comportement.

Au final, nous sommes en plein boom aussi bien au niveau du cerveau qu’un niveau de l’informatique.

On pourrait compléter aussi ton article en citant les nombreuses expérimentations en cours qui tentent de recréer informatiquement et/ou "robotiquement" un humain aussi bien physiquement que mentalement.

J’aimerais du coup terminer par plusieurs questions :

Est-ce qu'au final nous n’essayons pas tout simplement de créer un nouvel être plus parfait que nous afin d’atteindre une forme d’immortalité consciente ?

Est-ce que cette volonté de reproduire le vivant ne serait pas juste une "thérapie" afin de vaincre notre peur de la mort ?

Est-ce que ça ne serait pas tout simplement une volonté de gagner encore plus de temps en évitant ainsi de réapprendre à chaque naissance afin d’essayer de dépasser nos limites actuelles ?


Bon je vais m’arrêter là, il y a beaucoup à dire grâce à ton article qui permet d’ouvrir un débat sur énormément de points !

~The Computer Man~

 

"Est-ce que ça ne serait pas tout simplement une volonté de gagner encore plus de temps en évitant ainsi de réapprendre à chaque naissance afin d’essayer de dépasser nos limites actuelles ?"

"Quel niveau de compréhension du monde, pourraient développer des êtres vivant des siècles, voire des millénaires ?"

C'est pour moi la question essentielle. La mise au point d'un homme évolué, conscient de son monde et de lui-même, qui aurait dépassé une étape, un niveau de conscience. Bref, un but à atteindre. Car quelle autre évolution l'homme peut-il briguer ? Il a maîtrisé le feu, a inventé l'écriture et les mathématiques, maîtrise les éléments naturels, la biologie et l'astronomie, mais il ne se maîtrise pas lui-même complétement. La "sagesse" est la prochaine étape, (plus quelques clefs de compréhension de l'univers et de ses mécanismes) mais la sagesse vient avec l'expérience. Donc, l'homme doit apprendre à acquérir de l'expérience, et la conserver.

Tout cela me fait furieusement penser à Daneel, le robot de Fondation. Un robot qui a vécu des millénaires, qui a vu et compris des milliers de choses, qui a appréhendé la vie, la nature humaine, qui a cherché à l'améliorer, et qui par son expérience et son vécu, a beaucoup apporté. Et me fait une fois de plus faire la réflexion suivante : Asimov était réellement un génie.


Au-delà de ça, le but est aussi de dépasser la Nature, faire mieux qu'elle. Pour reprendre l'exemple du lapin, faire mieux que la Nature reviendrait à cumuler la puissance de calcul des "risques" avec l'inné du sentiment de danger que représente l'instinct, et qui ne peut pas se reproduire mathématiquement. Là, le lapin serait "surhumain" (ou "surlapin") et l'objectif serait atteint.

~Melaquablue~

 

Ton article est génialement fait ! Il ouvre plein de perspectives sur un domaine qui m'intéresse énormément !

Mais je me pose certaines questions :

Certes, il existe des théories cognitives comme quoi l'homme serait la somme de ses souvenirs. Mais ce n'est pas la seule théorie explicative de la cognition humaine, alors pourquoi le choix de celle-ci aboutirait à une intelligence artificielle similaire à l'homme ?
A mon avis, d'autres théories sont bien plus adéquates pour modéliser l'esprit, et ce serait peut être plus productif de les utiliser, plutôt que celle-ci.

Le problème de cette théorie, pour moi, il est là : LES EMOTIONS.
Comment les souvenirs pourraient être des émotions ? Comment modéliser des émotions ? Les émotions sont certes liées aux souvenirs, mais ce n'en est pas. Elles permettent la réaction du lapin qui fuit instantanément sans réfléchir à toutes les possibilités, elles permettent de se souvenir plus de certaines choses chargées émotionnellement que d'autres, etc.

• > Comment modéliser les émotions par ces neurones ?

Il est important aussi de dire que ce n'est pas le neurone qu'il s'agit de reproduire, le neurone est juste un outil qui fait la somme des influx qu'il reçoit. Ce qui compte, c'est le réseau, les connexions, qui créent les cartes dont tu parles... (Ces cartes ont été développées biologiquement parlant par Edelman G. Biologie de la conscience) Egalement, il faudrait parler des spécialisations de chaque carte.

• > La CAO peut-elle spécialiser ce qu'elle développe (l'inhibition, les émotions, les souvenirs, etc.) dans des zones précises, mais qui ont pourtant des liens entre elles ? (Comme c'est le cas pour le vivant, l'inhibition (cortex préfrontal) peut très bien influer sur les émotions (cortex limbique) qui influent sur les souvenirs (cortex pariéto-temporal), il peut aussi influer directement sur les souvenirs, etc.)

Et ce n'est que l'exemple de 3 "cartes", il en existe des centaines, qui a chaque fois sont des boucles qui connectent une carte avec toutes les autres, pour les influencer et être influencé par elles.

En gros, je reste perplexe, parce que c'est bien beau de reproduire l'apprentissage et la mémoire, mais l'homme n'est, pour moi, pas limité uniquement à son expérience et à ce qu'il a intégré de cette expérience en mémoire. (Ne serait-ce parce qu'on n'a pas forcément besoin d'être confronté à une situation pour y penser, on n'a même pas besoin qu'elle ait déjà existé pour en tirer quelque chose pour nous (c'est ce qu'on appelle l'imagination)). La modélisation peut elle reproduire quelque chose comme ça ?

Enfin ce ne sont peut être que des points qui restent à développer, mais qui ne sont pas impossibles pour autant, mais ce sont des points qui me posent question, en plus de toutes les implications philosophiques...

~Kikouk~

 

Merci pour tes questions !
Malheureusement je ne suis pas du tout spécialiste dans le domaine : plutôt un découvreur. ^.^'

Néanmoins, les personnes à l'origine de ce modèles ont établi différentes explications sur à peu près toutes les questions qu'il pourrait poser et tenté d'y répondre. Je n'ai malheureusement pas ces théories sous la main, quand j'aurai le temps j'irai jeter un petit coup d'œil.
Cependant je ne pense pas qu'une émotion soit non "modélisable" : notre cerveau se sert bien d'un substrat biologique donc matériel, c'est à nous d'être à peu près aussi malin que la nature pour le reproduire.

A première vue et avec mon absence de connaissances dans ce domaine, je ne peux pas bien argumenter, mais je pourrais te répondre que les émotions pourraient être modélisées par la notion de renforcement.

Bon, certes, il faut d'abord définir ce qu'est une émotion. Ce que j'ai appris c'est qu'elles permettent de donner de la valeur à des actions/réponses, de favoriser ou non des comportements, de leur donner un poids affectif positif ou négatif. (Je suis conscient de simplifier, mais c'est pour moi, en gros, le but d'une émotion et pas simplement pour "faire joli".)
Par exemple on se souviens mieux d'une expérience personnelle ou d'un fait, quand on a éprouvé une émotion associée à ceux-ci.
On pourrait extrapoler en simplifiant qu'une émotion ne serait qu'une pondération d'un comportement (positif/négatif) dans le cadre d'un but fixé (mais ceci est un pléonasme car un comportement nécessite un but défini...)
En bref, dans ce modèle l'émotion pourrait être le renforcement.

Je reste évidemment ouvert à toute critique ; ne te gêne pas : comme ça on réfléchit au problème. ;)

~Austin~

 

Je pense que c'est très prometteur, et c'est vrai que vu comme ça, l'émotion pourrait être modélisable.
J'attends juste qu'on puisse mettre en lien l'ensemble des modélisations, qu'elles puissent toutes communiquer entres elles de manière intelligente, et là je pense qu'on pourra vraiment reproduire l'intelligence humaine.

Parce qu'on le sait maintenant : avoir beaucoup de neurones, c'est bien, mais ça fait rien sans les liens entre neurones. On a 1000 fois plus (je ne suis pas sûr du chiffre exact, mais c'est le minimum) de liens que de neurones... Donc ce qui se fait là, c'est recréer des neurones avec des fonctions, etc. Il manque maintenant à recréer les liens entre tous les neurones... Le millier de lien qui relie chaque neurone à tous les autres, pour pouvoir lier par là même la mémoire avec l'émotion et avec l'intelligence et avec l'inhibition et avec etc...

Mais c'est quand même très intéressant ! Merci !

~Kikouk~