Cerveau humain, intelligence artificielle et robotique
Pourquoi les cerveaux humains détiennent la clé d'une intelligence artificielle plus élevée.
Comprendre l'"évolution interne" permanente du cerveau (et nous aider ainsi à nous adapter et à apprendre des compétences complexes comme la maîtrise du langage) pourrait un jour mener à des robots plus intelligents.
Pourquoi les êtres humains sont-ils capables d'apprendre des langues complexes si jeunes? Et pourquoi la solution à un "problème faisant appel à la perspicacité" (comme le fait de connecter neuf points sur une grille rectangulaire avec quatre lignes droites contiguës sans relever le crayon) traverse-t-elle soudainement votre esprit à votre réveil le lendemain?
INSIGHT, un projet révolutionnaire financé par l'UE mené par un des pionniers de la biologie évolutionnaire théorique, est parvenu à mieux comprendre comment nous résolvons exactement les problèmes, en examinant la façon dont les idées dans nos cerveaux pourraient évoluer au cours de nos vies. Les résultats pourraient avoir des implications au niveau de la programmation d'un système robotique de résolution des problèmes qui pense par lui-même et enrichir nos connaissances sur le mode de développement du langage humain.
"La résolution illimitée de problèmes par l'homme et l'apprentissage sans limite sont de loin supérieurs aux résultats obtenus actuellement avec les machines", explique le professeur Eörs Szathmáry, directeur du Parmenides Centre for the Conceptual Foundations of Science à la fondation Parmenides de Munich, en Allemagne et professeur de biologie à l'université Eötvös à Budapest, en Hongrie. "Ces robots manquent notamment d'algorithmes adéquats permettant de résoudre des problèmes faisant appel à la perspicacité dans divers contextes, ce qui est au cœur de la compréhension humaine."
Par perspicacité nous entendons la capacité par laquelle nous, humains, pouvons créer de nouvelles représentations plus utiles d'un problème, afin d'autoriser des solutions autres que celles apportées par la "force brute",et guider des actions futures. Cela nous permet de traiter de façon très créative des problèmes sortant de l'ordinaire, chose que l'intelligence artificielle a du mal à faire.
Par exemple, pendant plusieurs années l'expérience et le jeu nous apprennent à marcher, parler et socialiser, alors que le développement d'idées complexes, qui élargissent les connaissances comme la théorie d'Einstein sur la relativité, peut prendre une décennie, voire plus. Souvent une solution inattendue ("eureka") peut surgir sans avertissement préalable, suggérant que le traitement inconscient joue un rôle crucial dans la perspicacité.
L'évolution de la pensée
"Les similarités profondes entre la pensée et l'évolution nous conduisent à supposer que des adaptations cognitives (accomplies par la sélection naturelle 'neuronale') ont lieu en temps réel dans les réseaux neuronaux du cerveau humain au cours de la vie", explique Szathmáry. "Nous appelons ce processus la neurodynamique darwinienne“.
Le projet INSIGHT a fourni des preuves visant à soutenir cette théorie en utilisant des simulations informatiques, des robots, des examens de cultures cellulaires et des expériences de psychologie humaine et de neuro-imagerie. Par exemple, des neurones murins ont été stimulés pour apprendre les modèles temporels d'activité, qui ont été enregistrés et ensuite reproduits sur un réseau naïf pour voir si les informations apprises pourraient être copiées. Les robots ont été nourris d'algorithmes de sélection naturelle conçus pour créer une exploration autonome créative illimitée, et ont été testés pour voir s'ils pouvaient, en effet, créer leur propre objectif.
"Contrairement à la sélection artificielle, qui dit 'voilà ta fonction, 'c'est à partir de là que tu dois évoluer', nous avons trouvé qu'un robot pouvait développer son propre jeu", explique Szathmáry“. À terme, ces robots pourraient générer leurs propres valeurs et désirs, et en un sens, avoir leur raisonnement propre."Afin de tester cette hypothèse, le projet a mis au point une nouvelle boîte à outils robotique évolutionnaire, appelée Robogen, qui permet à quiconque possédant un ordinateur de créer des corps et cerveaux de robots dans des simulations fondées sur la physique, d'imprimer en 3D des parties évoluées du corps, d'assembler le robot entier et d'observer son comportement dans le monde réel. Le projet a également fait des progrès en cartographiant la façon dont la dynamique darwinienne du cerveau est importante pour le traitement du langage.
Les implications de ces recherches sont importantes. Une tournure intéressante pourrait être que les processus évolutionnaires qui ont lieu au niveau cérébral pourraient être encore plus puissants qu'à l'état sauvage, étant donné qu'ils sont modifiés et guidés par l'apprentissage. Alors qu'une grande partie de ces hypothèses reste spéculative (et qu'une amélioration des modèles est requise), le projet INSIGHT a commencé à donner corps à une théorie qui pourrait un jour conduire à des machines capables d'apprendre par elles-mêmes, à une traduction plus intelligente du langage et révolutionner l'enseignement et la résolution de problèmes.