Imaginez un monde où les voitures rouleraient sans chauffeur, où des robots à l’apparence humaine se fondraient dans la foule et iraient faire vos courses à votre place, où vous pourriez confier vos peines à votre ordinateur, le soir avant de vous endormir, dans l’attente de rassurants conseils existentiels. Cet exercice de pensée vous paraît aisé ? C’est que les derniers progrès de l’intelligence artificielle, et les perspectives qu’ils laissent entrevoir, rendent aujourd’hui familiers les fantasmes les plus fous et les plus divers.

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Sylvain Calinon

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Sébastien Marcel

Bien loin de cet univers chimérique, deux scientifiques de l’institut de recherche Idiap, un institut de recherche en intelligence artificielle sis à Martigny, nous présentent une réalité beaucoup plus pragmatique, entre recherches spécialisées et applications inattendues.

Mise au point avec Sébastien Marcel, responsable de recherche en biométrie et Sylvain Calinon, responsable de recherche en robotique.

La Fribune : Avant de nous intéresser plus avant à vos domaines de recherche, pouvez-vous nous donner une définition de l’intelligence artificielle (IA) ?

Sébastien Marcel : C’est une vaste question… En règle générale, on estime que l’objectif de l’IA est d’imiter l’intelligence humaine, que les chercheurs ont pour but d’élaborer des machines qui soient aussi intelligentes que l’homme, c’est-à-dire dotées d’une certaine forme de mémoire et de raisonnement. Mais dans les faits, on est très loin de ça : on peut aujourd’hui simuler les fonctions d’un cerveau humain par calcul très rapide, certes, mais sur un sujet extrêmement précis. Le programme qui a battu le champion de go par exemple n’aurait jamais pu jouer aux échecs !

Sylvain Calinon : J’ajouterai encore qu’il y a différents niveaux d’intelligence. La majorité des gens est souvent biaisée car elle estime que l’intelligence n’existe qu’à un niveau cognitif élevé. Mais en réalité rien que le fait de bouger, de marcher ou de lever un bras par exemple, est exceptionnel et demande déjà une certaine forme d’intelligence, une capacité d’adaptation motrice.
Aussi, pour bien comprendre ce que l’on fait en robotique, il convient d’adopter une définition « basique » de l’intelligence, soit la capacité de s’adapter à un nouvel environnement. Et mettre en place cette intelligence mécanique est déjà un sacré défi ! Pour reprendre l’exemple du jeu de go, j’aurais trouvé bien plus impressionnant que la machine sache placer les pions d’elle-même, plutôt qu’elle gagne la partie. C’est à dire, les placer avec une dextérité qui respecte les règles et gestes traditionnelles de ce jeu, en tenant un pion entre l’index et le majeur pour le poser sans toucher les autres pions ou qu’elle sache serrer la main de son adversaire en fin de partie.

La Fribune : On est donc très loin d’une intelligence à même de concurrencer celle de l’homme…

S. C. : Sur un plan strictement technique, soit en comparant leur hardware à notre propre morphologie, les robots sont plus précis que nous, plus rapides aussi. Et pourtant on reste meilleurs qu’eux sur de nombreux points, d’abord parce que l’on bénéficie d’une forme très développée d’intelligence d’adaptation du mouvement, ensuite parce que notre intelligence n’est pas réduite à un domaine précis mais peut s’adapter à une réalité changeante, à des problèmes inédits.

S. M. : En fait, il faut bien comprendre comment fonctionne l’IA aujourd’hui : on crée des algorithmes capables d’apprendre, par confrontations répétées à un problème, comment résoudre ce problème. En biométrie par exemple, il s’agira de confronter la machine à une large série de données, comme des visages ou des empreintes digitales, pour qu’elle finisse par reconnaître qu’il s’agit d’un visage ou d’une empreinte. C’est ce qu’on appelle le machine learning, ou, en français, l’apprentissage automatique par ordinateur. La machine est ainsi programmée pour répondre à une demande spécifique, produire un résultat précis.

La Fribune : Mais les machines développées aujourd’hui, comme la technologie utilisée pour jouer au go, intègrent une certaine forme de plasticité, sont capables de s’adapter, dans une certaine mesure, au monde extérieur. On parle notamment souvent d’autoapprentissage…

S. M. : En effet, l’idée de l’auto-apprentissage est que l’algorithme s’adapte à des modèles changeants. Dans la réalité toutefois, cela pose encore de vrais problèmes. En biométrie, la « compensation » du vieillissement des individus en est une bonne illustration: comment faire pour qu’un programme soit capable de reconnaître un visage en le comparant à une photo prise il y a 10, 20 ans de cela ? Qu’un programme soit capable d’une telle flexibilité exigerait tout d’abord une connaissance fine du processus d’altération des visages avec l’âge, une connaissance qui pourrait ensuite être intégrée à nos calculs. En d‘autres termes la capacité de l’IA à s’accommoder à une réalité changeante dépend avant tout du savoir humain inclus dans sa programmation.

S. C. : En robotique aussi, cette question de l’adaptation à un environnement variable se présente comme un enjeu d’importance. D’autant plus que la programmation d’un robot est souvent très onéreuse. Imaginez les coûts lorsque le robot doit être reprogrammé par un spécialiste à chaque nouvel emploi! Pour pallier ce problème, nous développons actuellement des machines dotées d’une certaine plasticité, des programmes capables de « changer » selon les exigences des usagers. Le principe en est simple : le robot pourrait apprendre une nouvelle tâche en se calquant sur le modèle humain soit à l’aide d’une caméra, soit en se laissant guider physiquement. Après 5 à 10 répétitions, les aspects les plus importants du geste ont été suffisamment assimilés pour être répétés dans diverses situations. C’est ce que nous faisons par exemple avec notre robot « Baxter », deux grand bras mécaniques prévus pour le travail collaboratif en usine.

La Fribune : Et quels sont les autres projets que vous menez actuellement, les grands enjeux de la recherche dans vos domaines spécifiques ?

S. C. : Sur la modèle de « Baxter » justement, nous développons diverses machines aptes à s’adapter aux exigences de l’usager. On applique ce principe à des robots de soutien, des robots d’aide à l’habillement notamment capables de réagir au changement d’état de l’usager, quand la santé de ce dernier s’améliore, par exemple après un accident, ou alors quand ses mouvements deviennent de plus en plus lents, comme c’est le cas pour les personnes âgées.
Nous essayons en outre de donner une forme d’intelligence à des prothèses de main. L’idée est que la prothèse puisse s’acclimater, à force de répétitions, aux gestes les plus couramment exécutés. Nous pourrions ainsi voir une prothèse entraînée à jouer au piano, spécialisée dans l’écriture ou dans le maniement d’un outil.
Enfin un troisième projet en cours à l’Idiap a pour but de créer un robot bi-manuel sous-marin commandé par un téléopérateur lors de missions scientifiques ou pour la construction d’infrastructures subaquatiques. Voyez, la robotique à de multiples applications !

S.M. : De notre côté, nous orientons principalement nos recherches vers la sécurité et notamment la lutte contre la falsification d’identité. Un programme de reconnaissance biométrique ne pourrait en effet pas distinguer un visage réel d’une photographie. Ce serait alors la porte ouverte aux abus. Dans ce cas spécifique, nous essaierons de remédier à cette faiblesse en intégrant au programme une aptitude à reconnaître les signes de vitalité comme les clignements de l’œil. Mais que faire si quelqu’un perce des trous dans une photographie pour donner l’impression d’un regard vivant ? Nous faisons toujours face, comme vous le voyez, à de nouveaux défis sécuritaires en réponse auxquels nous devons développer des programmes de plus en plus raffinés.

La Fribune : Est-ce que l’on utilise déjà des formes d’IA au quotidien sans s’en rendre compte?

S.M. : Bien sûr ! L’IA tend aujourd’hui à se démocratiser fortement. La technologie biométrique par exemple n’est plus limitée aux seuls contrôles d’accès de grandes entreprises ultra-protégées. Un exemple tout simple : certains smartphones sont maintenant dotés d’un système de reconnaissance des empreintes. En outre, ces technologies se retrouvent de plus en plus utilisées pour sécuriser les paiements ou services bancaires.

S.C. : Aujourd’hui, nous sommes en effet entourés d’IA plus ou moins développées… sans que nous en ayons systématiquement conscience. Vous savez, je définis volontiers le robot comme une technologie qui n’est pas encore tout à fait prête. Dès que la technologie devient commune, qu’on l’utilise au quotidien, on lui donne un autre nom et on ne se rend plus compte qu’il s’agit d’un robot. C’est le cas par exemple de la porte automatique qui met en relation un capteur et un mécanisme d’ouverture. C’est déjà une forme primitive de robot mais ça nous paraît très commun.

La Fribune : Et vous estimez que cette démocratisation va continuer ? Quelles seront les applications futures de ces technologies ?

S.M. : Il est certain que ces technologies vont continuer à s’introduire dans nos vies. Mais comme pour toutes choses, il y aura une sélection: les machines qui seront utiles à l’homme seront conservées et améliorées, les autres mises de côté, oubliées…

S.C. : D’autant plus que des progrès majeurs sont en cours. La recherche avance très rapidement, du fait de la réduction importante des coûts des composants. Cela permet des applications inenvisageables jusqu’à présent. J’aime à dire que demain les robots seront sur nous, sous forme de prothèses notamment, à l’intérieur de nous, pour des opérations chirurgicales, à côté de nous en tant qu’assistants, ou très loin de nous, par exemple lors d’explorations spatiales.

La Fribune : Reste une dernière question : celle de l’éthique. Comment cette dimension influence-t-elle vos recherches ?

S.C. : À mesure que la recherche avance et ouvre de nouveaux horizons, de nouvelles problématiques éthiques font leur apparition. Les chercheurs prennent évidemment cette dimension en compte : il est en effet important de réfléchir à tout ça avant que d’éventuels problèmes n’émergent. La question principale en robotique est celle de la responsabilité. Qui doit l’assumer en cas d’accident ? Le programmeur, l’usager ? C’est une question extrêmement compliquée compte tenu du nombre de personnes qui manipulent et modifient la machine.

S.M. : Dans mon domaine, la question de la sphère privée est la plus prégnante. C’est un sujet sensible et largement médiatisé. Quand on parle de biométrie, on pense en effet très vite à la collecte massive de données (Big data) et on s’inquiète du stockage des informations ainsi récoltées. À notre connaissance, les données biométriques ne sont pas « centralisées » : les empreintes enregistrées sur votre smartphone par exemple ne sont stockées que sur cet appareil, sans quoi il devrait vous être possible d’ouvrir votre tablette, connectée au même Cloud, avec l’empreinte enregistrée sur votre mobile.
Mais ce qui est paradoxal dans ce débat, c’est que la polémique de la « protection de la sphère privée » tend rapidement à enfler alors même que les gens publient des images d’eux tous les jours sur les réseaux sociaux. Or les données utilisées pour la reconnaissance biométrique ne révèlent pas plus d’informations sur vous qu’un post Facebook !