MIPS La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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© A. I. de Spielberg

La petite histoire  Up Page Origine, raisons, hasard En 1950, les ordinateurs effectuaient 500 000 opérations par seconde. Dans les années 1970 et 1980, les ordinateurs des chercheurs en robotique exécutaient environ un million d’instructions par seconde (MIPS). Une instruction est une tâche élémentaire: par exemple, additionner deux nombres de six chiffres ou stocker le résultat à un endroit donné, dans la mémoire de l’ordinateur. Dans les années 1990, la puissance des ordinateurs disponibles en robotique est passé à 10 MIPS, puis à 100 MIPS. Depuis peu, elle atteint 1 000 MIPS. Le nouvel ordinateur portable d’Apple (le ibook), vendu environ 13 000 francs (soit environ 1960 euros), exécute plus de 500 MIPS. Les robots d’aujourd’hui ont ds capacités bien supérieures à celles des robots des années 1980, à des prix accessibles au public.   En octobre 1995, le véhicule expérimental Navlab V a traversé les Etats-Unis d’Est en Ouest en se conduisant tout seul pendant plus de 95% du voyage. Le système de navigation du véhicule comprenait un ordinateur de 25 MIPS, mis au point par Sun Microsystems (voir SVM n° 174). Des véhicules similaires, construits par d’autres chercheurs américains, allemands et français, notamment l’équipe du Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS), à Toulouse, dirigé par Jean-Claude Laprie, ont déjà parcouru des milliers de kilomètres d’autoroutes, dans différentes conditions météorologiques et de circulation. Récemment, on a également testé des robots mobiles, qui ont exploré des bâtiments où ils se sont ensuite déplacés. Des systèmes de reconnaissance visuelle ont repéré des objets, identifié des visages et analysé leurs changements, en temps réel. Simultanément, on perfectionnait les programmes de reconnaissance du langage écrit et parlé.

Comprendre simplement  Up Page Reproduire l’intelligence Hans Moravec, Institut de Robotique de l’Université Carnegie Mellon. "Quand je dis que les ordinateurs auront la même perception et la même pensée que notre espèce, j’affirme implicitement que des systèmes artificiels suffisamment complexes _électroniques, par exemple_ peuvent être programmés de sorte qu’ils fonctionnent comme le système nerveux humain. Cette idée est évidemment contreversée, même parmi les spécialistes d’intelligence artificielle. La question fondamentale est de savoir si des structures et des comportements biologiques résultent seulement des lois physiques et si ces lois sont calculables. Je ne vois aujourd’hui aucune preuve d’impossibilité, au contraire."

Domaines de présence  Up Page Première génération 100 millions de MIPS (soit 100 000 milliards d’instructions par seconde) seraient nécessaires pour des simulations du cerveau humain. Diverses expériences de robotique ont montré que les capacités mentales d’un poisson rouge (1 000 MIPS) suffiraient à guider des robots mobiles polyvalents, de façon fiable, dans des environnements inconnus. Environ 10 000  robots mobiles ont été vendus à ce jour. Les plus performants d’entre eux (10 MIPS) ont à peine les capacités d’un insecte. Par exemple, les fourmis suivent des pistes odorantes, mais ells sont complètement désorientées quand ls pistes s’interrompent. Les papillons de nuit suivent les phéromones et s’orientent grâce à la Lune. De même, les robots suivent des guides sous le sol et s’oriente avec des lasers qui lisent des codes-barres sur les murs.   Une puissance de 10 MIPS, correspondant aux capacités intellectuelles d’un insecte, suffit tout juste pour que le robot suive quelques points de repère soigneusement choisis, sur chaque portion du trajet. Ces robots sont facilement déroutés: par de minimes changements de l’emplacement des codes-barres ou par l’encombrement d’un couloir. Ils sont comme les fourmis qui perdent leur piste quand celles-ci s’interrompt ou comme les papillons de nuit qui confondent la lueur d’un réverbère avec la Lune. Des robots qui dressent eux-mêmes leur itinéraire sont apparus au milieu des années 1990, quand la puissance des microprocesseurs a atteint 100 MIPS. Ils réalisent des cartes à deux dimensions de leur environnement, avec un sonar ou un laser, afin de se repérer et se déplacer. Les plus performants circulent dans des couloirs de bureaux pendant plusieurs jours, sans se perdre.   Pour l’instant, les microprocesseurs de 1 000 MIPS n’équipent pas les ordinateurs haut de gamme. Dans quelques années, ils équiperont les portables et les petits ordinateurs bon marché, adaptés aux robots. Il est prévu d’écrire des programmes qui déterminent les itinéraires possibles, la position des objets, des sols, des murs, des portes…à partir des cartes en trois dimensions. Deux ordinateurs le feront fonctionner: un Apple ibook embarqué et une machine dérivée d’un Apple G4, de 1 000 MIPS environ, qui communiquera sans fil avec le ibook. Le robot P3 est l’un des plus performants du monde. Il sait marcher, monter et descendre les escaliers, mais son autonomie n’est que de 25 minutes. Il a été construit par la Société Honda.   Dès 2010, des robots mobiles, de taille humaine, auront des aptitudes cognitives équivalentes à celles d’un lézard. Ils s’acquitteront de tâches simples: aspirer, balayer, livrer des paquets ou sortir les poubelles. On disposera alors peut-être des premiers robots généralistes, de taille humaine, aussi intelligents que les lézards (5 000 MIPS), ce qui suffira largement à la programmation des tâches simples. Comme les reptiles gouvernés par leur instinct, ces robots de première génération ne fonctionneront correctement que dans les situations explicitement envisagées par leurs programmes. Ils ne s’adapteront pas aux changements de circonstances et rempliront leurs fonctions de façon médiocre.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Deuxième génération La seconde génération de robots généralistes, aussi intelligents que les souris (100 000 MIPS), s’adaptera aux changements et sera capable d’apprendre. Outre leurs programmes d’application, les robots seront dotés de systèmes d’autoperfectionnement, qui communiqueront des signaux positifs ou négatifs selon les performances: par exemple, l’exécution rapide d’une tâche ou la recharge des batteries à temps suscitera une sorte de récompense; le bris d’un objet, une punition. Grâce à ces évaluations, les robots changeront leur fonctionnement afin d’éviter les punitions et d’être récompensés. Lentement mais surement, les robots de la deuxième génération apprendront à travaliller de mieux en mieux.   Troisième génération Les robots de la troisième génération auront une intelligence proche de celle du singe (cinq millions de MIPS): ils apprendront très vite, car ils s’instruiront à partir de répétitions mentales, s’appuyant sur des simulations ou interviendront des facteurs physiques (la forme, le poids, la force, la texture, l’apparence des choses, la façon de les manipuler), culturels (le nom des choses, leurs valeurs, leur emplacement normal et leur fonction) et psychologiques (les objectifs, les croyances, les sentiments et les préférences).   Quatrième génération Les robots de quatrième génération (100 millions de MIPS) seront intellectuellement proches de l’espèce humaine. Ils feront des raisonnements abstraits et des généralisations. On les construira en équipant de robots de troisième génération de puissants programmes de raisonnement. Ceux-ci seront les descendants des programmes actuels de démonstration de théorèmes et de systèmes experts, qui imitent le raisonnement humain pour faire des diagnostiques médicaux, établir les horaires de trains, prendre des décisions financières, configurer ds systèmes informatiques, analyser des données sismiques afin de localiser des gisements de pétrole… En 2040, on atteindra l’objectif initial de la robotique: des robots se déplaceront de façon autonome et auront les capacités intellectuelles d’un être humain. Les scientifiques seront alors des robots parfaitement instruits. Ils travailleront avec précision et rapidité. Leur efficacité ne cessera de s’améliorer. En 2050, l’essentiel des connaissances scientifiques aura été découvert par notre progéniture artificielle.

Les références  Up Page Réseau Pepe Pour la Science janvier 2000 n°267   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page Ce que vous avez toujours voulu savoir Contrairement à la plupart des disciplines scientifiques, la recherche en Intelligence Artificielle (IA) encourage activement les contributions des philosophes, et elle combine curieusement le travail des ingénieurs et des théoriciens, des mathématiciens et des linguistes, et même des psychologues. La conscience de soi est dans un rapport physique avec le cerveau, analogue à celui qui a court entre l’équation mathématique et l’ordinateur. Autrement dit, la concience est le logiciel ou le programme permettant à l’ordinateur de fonctionner. Pour préciser l’image de la conscience comme logiciel, on peut tirer une leçon de l’une des premières espériences en robotique réalisée dans les années 1940 par le neurologue Grey Walter, du Burden Neurological Institute de Bristol, en Angleterre.   Walter construisit deux tortues robots. Ils les dota de trois roues, celle de devant étant directive, d’une cellule photoélectrique servant de sens de la vue rudimentaire, et d’un contact électrique à l’avant de leur carapace en plastique servant de sens du toucher. Il équipa en outre chacune de ses tortues mécaniques d’une batterie et d’un moteur, et connecta tous ces composants de façon à permettre à ses tortues de réagir à leur environnement. Les deux tortues avaient "faim de lumière" et devaient trouver leur nourriture dans une case brillamment éclairée. Elles étaient programmées également pour avoir "faim d’électricité" et, à cet effet, leur case comportait des contacts électriques permettant aux deux robots de recharger leurs batteries. Leur fringale d’électricité ne se déclenchait que losque la tension de leurs piles tombait au-dessous 5,5 volts, et se coupait lorsqu’elle atteignait 7 volts, niveau auquel les tortues étaient "saturées".   Avec ces composants et ces contraintes simples, Walter affirme que ses robots, qu’il avait baptisés Elmer et Elsie, une fois mis en marche, se comportaient de façon très vivante. Le plus étonnant, rapporte Walter, c’est qu’en dépit du fait que ses robots étaient de conception presque identique, ils acquirent chacune une personnalité propre. Au fil de sa vie électrique, Elmer montra une propension marqué pour la bouderie, se cachant sous les meubles pendant de longs moments et ne ressortant que poussé par la faim. Elsie, en revanche, était plus aventureuse et se promenait davantage, ce qui, dit Walter, la rendait plus "impatiente" devant les obstacles que son frère, plus timide et aussi plus docile. Ce qui fait agir Elmer et Elsie en tant que personnalités différentes n’existe ni en tant que "substance" ni en tant qu' "énergie". Cela n’existe que dans le domaine pur de l’information et, en tant que tel, dans la même classe d’objet que le logiciel ou le programme mathématique intangible permettant à un ordinateur de fonctionner.