Je suis sûr que tout le monde l'a fait, au moins une fois. Même les athées le font parfois. Eh bien, la curiosité de l'esprit humain nous a obligés à continuer à chercher des réponses aux événements inexpliqués qui nous entourent. Et l'un des plus hallucinants et frustrants de tous les temps, tourne autour du "c". Oui, la « vitesse de la lumière », la limite cosmique sur presque TOUT, sauf — l'expansion flagrante de l'univers.
Mais, pourquoi est - il une limite à t h la vitesse e de la lumière et pourquoi est - il presque impossible à atteindre par tout ce qui possède une masse de repos. Il y a beaucoup plus que ce que l'on voit. Plongeons un peu dans cette anomalie et essayons de la comprendre.
Vitesse de la lumière La vitesse de la lumière (ou photon) est de 186 000 miles/sec. C'est une vitesse phénoménale pour quoi que ce soit à atteindre, mais ce qui est plus intéressant, c'est le changement de perception du temps à de telles vitesses. Pour mettre les choses au clair, oui, la dilatation du temps est réelle. Pour les non-initiés, selonla théorie de la relativité d'Einstein, le temps n'est pas absolu mais en fait, il est relatif et dépend du cadre de référence.
Dilatation du temps Cela signifie que, pour deux personnes (ou observateurs) se déplaçant à des vitesses différentes (ou l'une étant stationnaire et l'autre en mouvement), le temps fonctionnera différemment pour les deux. Quelqu'un voyageant à une vitesse plus rapide expérimentera le temps lentement par rapport à quelqu'un au repos. La raison pour laquelle nous ne remarquons pas la dilatation du temps dans la vie quotidienne est que pour que cela nous soit perceptible, la vitesse doit être très élevée, quelque part autour de 90% de la vitesse de la lumière (ou environ 165 000 miles/sec). La dilatation du temps a été observée dans le cas d'astronautes circulant sur l'ISS. Si vous restez sur l'ISS pendant environ un an puis revenez sur Terre, votre famille aura vieilli de 0,007 seconde de plus que vous. Restez un peu plus longtemps et voyagez à très grande vitesse et la différence sera sur le dessus.
Mais qu'en est-il de Photon étant le dieu ? La dualité onde-particule de la lumière a été établie il y a des décennies. La lumière, lorsqu'elle voyage, prend une forme d'onde, mais dès qu'elle s'immobilise, elle se transforme en une particule appelée "Photon". Maintenant, si nous appliquons la formule de dilatation du temps à quelque chose voyageant à une vitesse qui est de 99% de la vitesse de la lumière, on peut remarquer que lorsque le voyageur éprouve le passage d'un jour, une personne au repos observera un passage d'environ 7 jours. Cela devient plus dramatique lorsque la vitesse augmente encore plus. A 99,99% de la vitesse de la lumière, 1 jour pour le voyageur équivaudra à 70 jours de repos. La formule de la dilatation temporelle est donnée par :
Maintenant, observez l'expression et essayez d'imaginer ce qui se passerait lorsque quelque chose voyage à 100 % de la vitesse de la lumière, c'est-à-dire lorsque « v » est égal à « c ».
v — vitesse du voyageur.
t — temps réel à bord.
t' — temps observé pour un observateur.
Bingo !! Nous rencontrons une erreur mathématique où nous devons superviser la division par zéro. La division par zéro est l'infini, ce qui signifie que le temps s'arrêtera juste pour quelque chose voyageant à la vitesse de la lumière. Ainsi, un observateur au repos peut le voir voyager à travers l'étendue de l'espace pendant des milliards d'années et pour le voyageur, ce sera encore 0 seconde depuis qu'il a commencé le voyage. Ainsi, une onde lumineuse émise lors de la naissance de l'univers pourrait très bien avoir parcouru des milliards de kilomètres au cours des 13,7 milliards d'années, mais à partir de son propre cadre de référence, elle a assisté à la naissance de l'univers il y a juste un instant. Cela signifie que le temps n'existe pas ( ou que son existence n'a pas d'importance) pour la lumière se déplaçant à la vitesse 'c'. Cependant, en limitant tout et n'importe quoi d'autre d'atteindre des vitesses aussi élevées, cela nous empêche d'atteindre le statut divin où le temps n'existe pas ou son existence n'a pas d'importance. La lumière/photon atteint ainsi le statut divin en n'étant pas affecté par le temps et pourtant nous affectant dans son intégralité.
Alors pourquoi ne pas voyager à la vitesse de la lumière ? Eh bien, la réponse directe serait - c'est impossible. Tout simplement parce qu'accélérer à une telle vitesse ou même à 50% de celle-ci nécessiterait une énorme quantité d'accélération, une accélération qui nécessite une très très énorme quantité de puissance et qui n'a pas encore été atteinte par les humains. Le plus rapide que nous ayons atteint est d'environ 290 000 milles à l'heure, réalisé par la sonde Parker en orbite autour du Soleil, qui n'est encore que de 0,04 % de la vitesse de la lumière. Il nous est presque impossible de nous rapprocher de la vitesse de la lumière et, par conséquent, la lumière reste la divinité cosmique pendant un temps immortel.
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Le but de ce texte est de présenter une vue générale des limites de l’IA contemporaine et de proposer une voie pour les dépasser. L’IA a accompli des progrès considérables depuis l’époque des Claude Shannon, Alan Turing et John von Neumann. Néanmoins, de nombreux obstacles se dressent encore sur la route indiquée par ces pionniers. Aujourd’hui l’IA symbolique se spécialise dans la modélisation conceptuelle et le raisonnement automatique tandis que l’IA neuronale excelle dans la catégorisation automatique. Mais les difficultés rencontrées aussi bien par les approches symboliques que neuronales sont nombreuses. Une combinaison des deux branches de l’IA, bien que souhaitable, laisse encore non résolus les problèmes du cloisonnement des modèles et les difficultés d’accumulation et d’échange des connaissances. Or l’intelligence humaine naturelle résout ces problèmes par l’usage du langage. C’est pourquoi je propose que l’IA adopte un modèle calculable et univoque du langage humain, le Métalangage de l’Économie de l’Information (IEML pour Information Economy MetaLanguage), un code sémantique de mon invention. IEML a la puissance d’expression d’une langue naturelle, il possède la syntaxe d’un langage régulier, et sa sémantique est univoque et calculable parce qu’elle est une fonction de sa syntaxe. Une architecture neuro-sémantique basée sur IEML allierait les forces de l’IA neuronale et de l’IA symbolique classique tout en permettant l’intégration des connaissances grâce à un calcul interopérable de la sémantique. De nouvelles avenues s’ouvrent à l’intelligence artificielle, qui entre en synergie avec la démocratisation du contrôle des données et l’augmentation de l’intelligence collective. La fin du texte contient des références bibliographiques et des liens pour approfondir.
Art: Emma Kunz
Introduction
Examinons d’abord comment le terme “intelligence artificielle” (IA) est utilisé dans la société en général, par exemple par les journalistes et les publicitaires. L’observation historique montre que l’on a tendance à classer dans l’intelligence artificielle les applications considérées comme “avancées” à l’époque où elles apparaissent. Mais quelques années plus tard ces mêmes applications seront le plus souvent réinterprétées comme appartenant à l’informatique ordinaire. Par exemple, la reconnaissance optique de caractères, perçue comme de l’IA à l’origine, est aujourd’hui considérée comme normale et silencieusement intégrée dans de nombreux logiciels. Une machine capable de jouer aux échecs était célébrée comme un exploit technique jusqu’aux années 1970, mais l’on peut aujourd’hui télécharger un programme d’échecs gratuit sur son smartphone sans que nul ne s’en étonne. De plus, selon que l’IA est en vogue (comme aujourd’hui) ou déconsidérée (comme dans les années 1990-2000), les efforts de marketing mettront ce terme en avant ou le remplaceront par d’autres. Par exemple, les “systèmes experts” des années 1980 deviennent les anodines “règles d’affaire” des années 2000. C’est ainsi que des techniques ou des concepts identiques changent de dénomination selon les modes, rendant la perception du domaine et de son évolution particulièrement opaque.
Quittons maintenant le vocabulaire du journalisme ou du marketing pour nous intéresser à la discipline académique. L’intelligence artificielle désigne depuis les années 1950 la branche de l’informatique qui se préoccupe de modéliser et de simuler l’intelligence humaine dans son ensemble plutôt que de résoudre tel ou tel problème particulier. La modélisation informatique de l’intelligence humaine est un but scientifique légitime qui a eu et continuera à avoir des retombées théoriques et pratiques considérables. Néanmoins, échaudés par les prévisions enthousiastes, mais démenties par les faits, des débuts de la discipline, la plupart des chercheurs du domaine ne croient pas que l’on construira bientôt des machines intelligentes autonomes. Beaucoup de recherches dans ce domaine – ainsi que la plupart des applications pratiques – visent d’ailleurs une augmentation de la cognition humaine plutôt que sa reproduction mécanique. Par opposition au programme de recherche orienté vers la construction d’une intelligence artificielle générale autonome, j’ai défendu dans mon livre La Sphère Sémantique l’idée d’une intelligence artificielle au service de l’intelligence collective et du développement humain. Je poursuis ici cette ligne de pensée.
D’un point de vue technique, l’IA se partage en deux grandes branches: symbolique et statistique. Un algorithme d’IA statistique “apprend” à partir des données qu’on lui fournit. Il simule donc (imparfaitement, nous le verrons plus bas), la dimension inductive du raisonnement humain. Par contraste, l’IA symbolique n’apprend pas à partir des données, mais dépend de la formalisation logique de la connaissance d’un domaine par des ingénieurs. Comparée à l’IA statistique, elle demande donc en principe une quantité plus importante de travail intellectuel humain. Un algorithme d’IA symbolique applique aux données les règles qu’on lui a données. Il simule donc plutôt la dimension déductive du raisonnement humain. Je vais successivement passer en revue ces deux grandes branches de l’IA, en m’attachant plus particulièrement à souligner leurs limites.
L’IA statistique et ses limites
L’IA neuronale
La branche statistique de l’IA entraîne des algorithmes à partir d’énormes masses de données pour les rendre capable de reconnaître des formes visuelles, sonores, linguistiques ou autres. C’est ce que l’on appelle l’apprentissage automatique ou machine learning. Lorsque l’on parle d’IA en 2021, c’est généralement pour désigner ce type de technique. On l’a vu, l’IA statistique économise le travail humain si on la compare à l’IA symbolique. Il suffit de fournir à un algorithme d’apprentissage automatique un ensemble de données d’entraînement pour qu’un programme de reconnaissance de formes s’écrive tout seul. Si l’on donne par exemple à une IA statistique des millions d’images de canards accompagnées d’étiquettes précisant que l’image représente un canard, elle apprend à reconnaître un canard et, à l’issue de son entraînement, elle sera capable de coller elle-même l’étiquette “canard” sur une image non catégorisée de ce volatile. Personne n’a expliqué à la machine comment reconnaître un canard : on s’est contenté de lui fournir des exemples. La traduction automatique répond au même principe : on donne à une IA statistique des millions de textes dans une langue A accompagnés de leur traduction dans une langue B. Entraîné sur ces exemples, le système apprend à traduire un texte de la langue A dans la langue B. C’est ainsi que fonctionnent des algorithmes de traduction automatique comme DeepL ou Google Translate. Pour prendre un exemple dans un autre domaine, l’IA statistique utilisée pour conduire les “véhicules autonomes” fonctionne également en appariant deux ensembles de données : des images de la route sont mises en correspondance avec des actions telles qu’accélérer, freiner, tourner, etc. En somme, l’IA statistique établit une correspondance (mapping) entre un ensemble de données et un ensemble d’étiquettes (cas de la reconnaissance de forme) ou bien entre deux ensembles de données (cas de la traduction ou des véhicules autonomes). Elle excelle donc dans les tâches de catégorisation, de reconnaissance de forme et d’appariement réflexe entre données perceptives et données motrices.
Dans sa version la plus perfectionnée, l’IA statistique repose sur des modèles de réseaux neuronaux qui simulent grossièrement le mode d’apprentissage du cerveau. On parle d’apprentissage “profond” (deep learning en anglais) pour qualifier ces modèles parce qu’ils reposent sur plusieurs couches superposées de neurones formels. Les réseaux neuronaux représentent le sous-domaine le plus complexe et le plus avancé de l’IA statistique. L’intelligence artificielle de type neuronal existe depuis l’origine de l’informatique, comme l’illustrent les recherches de McCulloch dans les années 1940 et 50, de Franck Rosenblatt et Marvin Minsky dans les années 1950 et de von Fœrster dans les années 1960 et 70. D’importants travaux dans ce domaine ont également été menés dans les années 1980, impliquant notamment David Rumelhart et Geoffrey Hinton, mais toutes ces recherches ont eu peu de succès pratique avant les années 2010.
Outre certains perfectionnements scientifiques des modèles, deux facteurs indépendants des progrès de la théorie expliquent que les réseaux neuronaux soient de plus en plus utilisés : la disponibilité d’énormes masses de données et l’augmentation de la puissance de calcul. À partir de la seconde décennie du XXIe siècle, les organisations s’engagent dans la transformation numérique et une part croissante de la population mondiale utilise le Web. Tout cela génère de gigantesques flux de données. Les informations ainsi produites sont traitées par les grandes plateformes numériques dans des centres de données (le “cloud“) qui concentrent une puissance de calcul inouïe. Au début du XXIe siècle, les réseaux neuronaux étaient implémentés par des processeurs conçus à l’origine pour le calcul graphique, mais les centres de données des grandes plateformes utilisent maintenant des processeurs spécialement destinés à l’apprentissage neuronal. C’est ainsi que des modèles théoriques intéressants, mais peu pratiques, du XXe siècle sont soudain devenus pertinents au XXIe siècle au point de soutenir une nouvelle industrie.
Des rendements décroissants
Néanmoins, après les avancées foudroyantes des années 2010 en matière d’apprentissage automatique par les réseaux neuronaux, les progrès semblent marquer le pas depuis quelques années. En effet, pour obtenir des performances marginalement meilleures, il faut désormais multiplier par plusieurs ordres de grandeur la taille des ensembles de données et la puissance de calcul utilisée pour entraîner les modèles. Nous avons déjà atteint l’époque des rendements cognitifs décroissants pour l’IA neuronale. Il est donc temps de s’interroger sur les limites de cet ensemble de techniques et d’envisager sérieusement un changement de paradigme.
Les principaux problèmes portent sur la qualité des données d’entraînement, l’absence de modélisation causale, le caractère inexplicable des résultats, l’absence de généralisation, la cécité par rapport au sens des données et les difficultés d’accumulation et d’intégration des connaissances.
La qualité des données d’entraînement
Un ingénieur de Google aurait déclaré plaisamment: “Chaque fois que nous licencions un linguiste, notre performance en traduction automatique s’améliore”. Mais bien que l’IA statistique soit réputée peu gourmande en travail humain, les risques de biais et d’erreurs soulignés par des utilisateurs de plus en plus sourcilleux poussent à mieux sélectionner les données d’entraînement et à les étiqueter d’une manière plus soigneuse. Or cela demande du temps et de l’expertise humaine, bien qu’il s’agisse précisément des facteurs que l’on espérait éliminer.
L’absence d’hypothèses causales explicites
Tous les cours de statistiques commencent par une mise en garde contre la confusion entre corrélation et causalité. Une corrélation entre A et B ne prouve pas que A est la cause de B. Il peut s’agir d’une coïncidence, ou bien B peut être la cause de A, ou bien un facteur C non pris en compte par le recueil de données est la véritable cause de A et B, sans parler de toutes les relations systémiques complexes imaginables impliquant A et B. Or l’apprentissage automatique repose sur des appariements de données, c’est-à-dire sur des corrélations. La notion de causalité est étrangère à l’IA statistique, comme à de nombreuses techniques d’analyse de données massives, bien que des hypothèses causales interviennent souvent de manière implicite dans le choix des ensembles de données et de leur catégorisation. En somme, l’IA neuronale contemporaine n’est pas capable de distinguer les causes des effets. Pourtant, quand on utilise l’IA pour l’aide à la décision et plus généralement pour s’orienter dans des domaines pratiques, il est indispensable de posséder des modèles causaux explicites, car les actions efficaces doivent bel et bien intervenir sur les causes. Dans une démarche scientifique intégrale, les mesures statistiques et les hypothèses causales s’inspirent et se contrôlent réciproquement. Ne considérer que les corrélations statistiques relève d’une dangereuse hémiplégie cognitive. Quant à la pratique répandue qui consiste à garder ses théories causales implicites, elle interdit de les relativiser, de les comparer avec d’autres théories, de les généraliser, de les partager, de les critiquer et de les perfectionner.
Des résultats inexplicables
Le fonctionnement des réseaux neuronaux est opaque. Des millions d’opérations transforment de manière incrémentale la force des connexions dans des assemblées de neurones comportant des centaines de couches. Comme leurs résultats ne peuvent être expliqués ni justifiés de manière conceptuelle, c’est-à-dire sur un mode compréhensible par des humains, il est difficile de faire confiance à ces modèles. Cette absence d’explication devient inquiétante lorsque les machines prennent des décisions financières, judiciaires, médicales ou liés à la conduite de véhicules autonomes, sans parler des applications militaires. Pour surmonter cet obstacle, et parallèlement au développement de l’éthique de l’intelligence artificielle, de plus en plus de chercheurs explorent le nouveau champ de recherche de “l’IA explicable” (explainable AI).
L’absence de généralisation.
L’IA statistique se présente à première vue comme une forme de raisonnement inductif, c’est-à-dire comme une capacité à inférer des règles générales à partir d’une multitude de cas particuliers. Pourtant, les systèmes d’apprentissage automatique contemporains ne parviennent pas à généraliser au-delà des limites des données d’entraînement qui leur ont été fournies. Non seulement nous – les humains – sommes capables de généraliser à partir de quelques exemples, alors qu’il faut des millions de cas pour entraîner des machines, mais nous pouvons abstraire et conceptualiser ce que nous avons appris tandis que l’apprentissage automatique ne parvient pas à extrapoler et encore moins à conceptualiser. Il reste au niveau d’un apprentissage purement réflexe, étroitement circonscrit par l’espace des exemples qui l’ont alimenté.
La cécité au sens
Alors que les performances en traduction ou en écriture automatique (tel qu’illustré par le programme GPT3) progressent, les machines ne parviennent toujours pas à comprendre le sens des textes qu’elles traduisent ou rédigent. Leurs réseaux neuronaux ressemblent au cerveau d’un perroquet mécanique capable d’imiter des performances linguistiques sans avoir la moindre idée du contenu des textes. La succession des mots dans une langue ou leur correspondance d’une langue à l’autre sont bien maîtrisées, mais les textes “reconnus” n’alimentent pas de représentations utilisables des situations ou des domaines de connaissance dont ils traitent.
Les difficultés d’accumulation et d’intégration des connaissances par l’IA statistique
Privée de concepts, l’IA statistique parvient difficilement à accumuler des connaissances. A fortiori, l’intégration de savoirs de divers champs d’expertise semble hors de portée. Cette situation ne favorise pas les échanges de connaissances entre machines. Il faut donc souvent recommencer à zéro pour chaque nouveau projet. Signalons néanmoins l’existence de modèles de traitement des langues naturelles comme BERT qui sont pré-entraînés sur des données générales et qu’il est ensuite possible de spécialiser dans des domaines particuliers. Une forme limitée de capitalisation est donc atteignable. Mais il reste impossible d’intégrer directement à un système neuro-mimétique l’ensemble des connaissances objectives accumulées par l’humanité depuis quelques siècles.
L’IA symbolique et ses limites
La branche symbolique de l’IA correspond à ce qui a été successivement appelé dans les soixante-dix dernières années: réseaux sémantiques, systèmes à base de règles, bases de connaissances, systèmes experts, web sémantique et, plus récemment, graphes de connaissance. Depuis ses origines dans les années 1940-50, une bonne partie de l’informatique appartient de fait à l’IA symbolique.
L’IA symbolique code la connaissance humaine de manière explicite sous forme de réseaux de relations entre catégories et de règles logiques donnant prise au raisonnement automatique. Ses résultats sont donc plus facilement explicables que ceux de l’IA statistique.
Les difficultés d’accumulation et d’intégration des connaissances par l’IA symbolique
L’IA symbolique fonctionne bien dans les micromondes fermés des jeux ou des laboratoires, mais se trouve rapidement dépassée dans les environnements ouverts qui ne répondent pas à un petit nombre de règles strictes. La plupart des programmes d’IA symbolique utilisés dans des environnements de travail réels ne résolvent de problèmes que dans un domaine étroitement limité, qu’il s’agisse de diagnostic médical, de dépannage de machines, de conseil en investissement ou autre. Un “système expert” fonctionne de fait comme un médium d’encapsulation et de distribution d’un savoir-faire particulier, qui peut être distribué partout où on en a besoin. La compétence pratique devient alors disponible même en l’absence de l’expert humain.
À la fin des années 1980, à la suite d’une série de promesses inconsidérées suivies de déceptions, commence ce que l’on a appelé “l’hiver” de l’intelligence artificielle (toutes tendances confondues). Pourtant, les mêmes procédés continuent à être utilisés pour résoudre le même type de problèmes. On a seulement renoncé au programme de recherche général dans lequel ces méthodes s’inscrivaient. C’est ainsi qu’au début du XXIe siècle, les règles d’affaires des logiciels d’entreprise et les ontologies du Web Sémantique ont succédé aux systèmes experts des années 1980. Malgré les changements de nom, il est aisé de reconnaître dans ces nouvelles spécialités les procédés de la bonne vieille IA symbolique.
À partir du début du XXIe siècle, le “Web sémantique” s’est donné pour finalité d’exploiter les informations disponibles dans l’espace ouvert du Web. Afin de rendre les données lisibles par les ordinateurs, on organise les différents domaines de connaissance ou de pratique en modèles cohérents. Ce sont les “ontologies”, qui ne peuvent que reproduire le cloisonnement logique des décennies précédentes, malgré le fait que les ordinateurs soient maintenant beaucoup plus interconnectés.
Malheureusement, nous retrouvons dans l’IA symbolique les mêmes difficultés d’intégration et d’accumulation des connaissances que dans l’IA statistique. Ce cloisonnement entre en opposition avec le projet originel de l’intelligence artificielle comme discipline scientifique, qui veut modéliser l’intelligence humaine en général et qui tend normalement vers une accumulation et une intégration des connaissances mobilisables par les machines.
Malgré le cloisonnement de ses modèles, l’IA symbolique est cependant un peu mieux lotie que l’IA statistique en matière d’accumulation et d’échange. Un nombre croissant d’entreprises, à commencer par les grandes compagnies du Web, organisent leurs bases de données au moyen d’un graphe de connaissance constamment amélioré et augmenté. Par ailleurs, Wikidata offre un bon exemple de graphe de connaissance ouvert grâce auquel une information lisible aussi bien par les machines que par les humains s’accumule progressivement. Néanmoins, chacun de ces graphes de connaissance est organisé selon les finalités – toujours particulières – de ses auteurs, et ne peut être réutilisable facilement pour d’autres fins. Ni l’IA statistique, ni l’IA symbolique ne possèdent les propriétés de recombinaisonfluide que l’on est en droit d’attendre des modules d’une intelligence artificielle au service de l’intelligence collective.
L’IA symbolique est gourmande en travail intellectuel humain
On a bien tenté d’enfermer toute la connaissance humaine dans une seule ontologie afin de permettre une meilleure interopérabilité, mais alors la richesse, la complexité, l’évolution et les multiples perspectives du savoir humain sont effacées. Sur un plan pratique, les ontologies universelles – voire celles qui prétendent formaliser l’ensemble des catégories, relations et règles logiques d’un vaste domaine – deviennent vite énormes, touffues, difficiles à comprendre et à maintenir pour l’humain qui est amené à s’en occuper. Un des principaux goulets d’étranglement de l’IA symbolique est d’ailleurs la quantité et la haute qualité du travail humain nécessaire à modéliser un domaine de connaissance, aussi étroitement circonscrit soit-il. En effet, il est non seulement nécessaire de lire la documentation, mais il faut encore interroger et écouter longuement plusieurs experts du domaine à modéliser. Acquis par l’expérience, les savoirs de ces experts s’expriment le plus souvent par des récits, des exemples et par la description de situations-types. Il faut alors transformer une connaissance empirique de style oral en un modèle logique cohérent dont les règles doivent être exécutables par un ordinateur. En fin de compte, le raisonnement des experts sera bien automatisé, mais le travail “d’ingénierie de la connaissance” d’où procède la modélisation ne peut pas l’être.
Position du problème: quel est le principal obstacle au développement de l’IA?
Vers une intelligence artificielle neuro-symbolique
Il est maintenant temps de prendre un peu de recul. Les deux branches de l’IA – neuronale et symbolique – existent depuis le milieu du XXe siècle et elles correspondent à deux styles cognitifs également présents chez l’humain. D’une part, nous avons la reconnaissance de formes (pattern recognition) qui correspond à des modules sensorimoteurs réflexes, que ces derniers soient appris ou d’origine génétique. D’autre part, nous avons une connaissance conceptuelle explicite et réfléchie, souvent organisée en modèles causaux et qui peut faire l’objet de raisonnements. Comme ces deux styles cognitifs fonctionnent ensemble dans la cognition humaine, il n’existe aucune raison théorique pour ne pas tenter de les faire coopérer dans des systèmes d’intelligence artificielle. Les bénéfices sont évidents et, en particulier, chacun des deux sous-systèmes peut remédier aux problèmes rencontrés par l’autre. Dans une IA mixte, la partie symbolique surmonte les difficultés de conceptualisation, de généralisation, de modélisation causale et de transparence de la partie neuronale. Symétriquement, la partie neuronale amène les capacités de reconnaissance de forme et d’apprentissage à partir d’exemples qui font défaut à l’IA symbolique.
Aussi bien d’importants chercheurs en intelligence artificielle que de nombreux observateurs avertis de la discipline poussent dans cette direction d’une IA hybride. Par exemple, Dieter Ernst a récemment défendu une “intégration entre les réseaux neuronaux, qui excellent dans la classification des perceptions et les systèmes symboliques, qui excellent dans l’abstraction et l’inférence”. Emboîtant le pas à Gary Marcus, les chercheurs en IA Luis Lamb et Arthur D’avila Garcez ont récemment publié un article en faveur d’une IA neuro-symbolique dans laquelle des représentations acquises par des moyens neuronaux seraient interprétées et traitées par des moyens symboliques. Il semble donc que l’on ait trouvé une solution au problème du blocage de l’IA : il suffirait d’accoupler intelligemment les branches symbolique et statistique plutôt que de les maintenir séparées comme deux programmes de recherche en concurrence. D’ailleurs, ne voit-on pas les grandes compagnies du Web, qui mettent en avant l’apprentissage automatique et l’IA neuronale dans leurs efforts de relations publiques, développer plus discrètement en interne des graphes de connaissance pour organiser leur mémoire numérique et donner sens aux résultats des réseaux neuronaux? Mais avant de déclarer la question réglée, réfléchissons encore un peu aux données du problème.
Cognition animale et cognition humaine
Pour chacune des deux branches de l’IA, nous avons dressé une liste des obstacles qui se dressent sur le chemin menant vers une intelligence artificielle moins fragmentée, plus utile et plus transparente. Or nous avons trouvé un même inconvénient des deux côtés: le cloisonnement logique, les difficultés d’accumulation et d’intégration. Réunir le neuronal au symbolique ne nous aidera pas à surmonter cet obstacle puisque ni l’un ni l’autre n’en sont capables. Pourtant, les sociétés humaines réelles peuvent transformer des perceptions muettes et des savoir-faire issus de l’expérience en connaissances partageables. À force de dialogue, un spécialiste d’un domaine finit par se faire comprendre d’un spécialiste d’un autre domaine et va peut-être même lui enseigner quelque chose. Comment reproduire ce type de performances cognitives dans des sociétés de machines? Qu’est-ce qui joue le rôle intégrateur du langage naturel dans les systèmes d’intelligence artificielle?
Bien des gens pensent que, le cerveau étant le support organique de l’intelligence, les modèles neuronaux sont la clé de sa simulation. Mais de quelle intelligence parle-t-on? N’oublions pas que tous les animaux ont un cerveau, or ce n’est pas l’intelligence du moucheron ou de la baleine que l’IA veut simuler, mais celle de l’humain. Et si nous sommes “plus intelligents” que les autres animaux (au moins de notre point de vue) ce n’est pas à cause de la taille de notre cerveau. L’éléphant possède un plus gros cerveau que l’Homme en termes absolus et le rapport entre la taille du cerveau et celle du corps est plus grand chez la souris que chez l’humain. C’est principalement notre capacité linguistique, notamment supportée par les aires de Broca, Wernicke et quelques autres (uniques à l’espèce humaine), qui distingue notre intelligence de celle des autres vertébrés supérieurs. Or ces modules de traitement du langage ne sont pas fonctionnellement séparés du reste du cerveau, ils informent au contraire l’ensemble de nos processus cognitifs, y compris nos compétences techniques et sociales. Nos perceptions, nos actions, nos émotions et nos communications sont codées linguistiquement et notre mémoire est largement organisée par un système de coordonnées sémantiques fourni par le langage.
Fort bien, dira-t-on. Simuler les capacités humaines de traitement symbolique, y compris la faculté linguistique, n’est-ce pas précisément ce que l’IA symbolique est censée faire? Mais alors comment se fait-il qu’elle soit cloisonnée en ontologies distinctes, qu’elle peine à assurer l’interopérabilité sémantique de ses systèmes et qu’elle ne parvienne si difficilement à accumuler et à échanger les connaissances? Tout simplement parce que, malgré son nom de “symbolique”, l’IA ne dispose toujours pas d’un modèle calculable du langage. Depuis les travaux de Chomsky, nous savons calculer la dimension syntaxique des langues, mais leur dimension sémantique reste hors de portée de l’informatique. Afin de comprendre cette situation, il est nécessaire de rappeler quelques éléments de sémantique.
La sémantique en linguistique
Du point de vue de l’étude scientifique du langage, la sémantique d’un mot ou d’une phrase se décompose en deux parties, mélangées dans la pratique, mais conceptuellement distinctes: la sémantique linguistique et la sémantique référentielle. En gros, la sémantique linguistique s’occupe des relations entre les mots alors que la sémantique référentielle traite de la relation entre les mots et les choses. Nota bene: Une catégorie est une classe d’individus, une abstraction. Il peut y avoir des catégories d’entités, de process, de qualités, de quantités, de relations, etc. Les mots “catégorie” et “concept” sont ici traités comme des synonymes.
La sémantique linguistique ou sémantique mot-mot. Un symbole linguistique (mot ou phrase) possède généralement deux faces: le signifiant, qui est une image visuelle ou acoustique et le signifié qui est un concept ou une catégorie générale. Par exemple, le signifiant “arbre”, a pour signifié : “végétal ligneux, de taille variable, dont le tronc se garnit de branches à partir d’une certaine hauteur”. La relation entre signifiant et signifié étant fixée par la langue, le signifié d’un mot ou d’une phrase se définit comme un nœud de relations avec d’autres signifiés. Dans un dictionnaire classique, chaque mot est situé par rapport à d’autres mots proches (le thésaurus) et il est expliqué par des phrases (la définition) utilisant des mots eux-mêmes expliqués par d’autres phrases, et ainsi de suite de manière circulaire. Un dictionnaire classique relève principalement de la sémantique linguistique. Les verbes et les noms communs (par exemple: arbre, animal, organe, manger) représentent des catégories qui sont elles-mêmes connectées par un dense réseau de relations sémantiques telles que: “est une partie de”, “est un genre de”, “appartient au même contexte que”, “est la cause de”, “est antérieur à”, etc. Nous ne pouvons penser et communiquer à la manière humaine que parce que nos mémoires collectives et personnelles sont organisées par des catégories générales connectées par des relations sémantiques.
La sémantique référentielle ou sémantique mot-chose. Par contraste avec la sémantique linguistique, la sémantique référentielle fait le pont entre un symbole linguistique (signifiant et signifié) et un référent (un individu réel). Lorsque je dis que “les platanes sont des arbres”, je précise le sens conventionnel du mot “platane” en le mettant en relation d’espèce à genre avec le mot “arbre” et je ne mets donc en jeu que la sémantique linguistique. Mais si je dis que “Cet arbre-là, dans la cour, est un platane”, alors je pointe vers un état de chose réel, et ma proposition est vraie ou fausse. Ce second énoncé met évidemment en jeu la sémantique linguistique puisque je dois d’abord connaître le sens des mots et la grammaire du français pour la comprendre. Mais s’ajoute à la dimension linguistique une sémantique référentielle puisque l’énoncé se rapporte à un objet particulier dans une situation concrète. Certains mots, comme les noms propres, n’ont pas de signifiés. Leur signifiant renvoie directement à un référent. Par exemple, le signifiant “Alexandre le Grand” désigne un personnage historique et le signifiant “Tokyo” désigne une ville. Par contraste avec un dictionnaire ordinaire, qui définit des concepts ou des catégories, un dictionnaire encyclopédique contient des descriptions d’individus réels ou fictifs pourvus de noms propres tels que divinités, héros de roman, personnages et événements historiques, objets géographiques, monuments, œuvres de l’esprit, etc. Sa principale fonction est de répertorier et de décrire des objets externes au système d’une langue. Il enregistre donc une sémantique référentielle.
La sémantique en IA
En informatique, les références ou individus réels (les réalités dont on parle) deviennent les données alors que les catégories générales deviennent les rubriques, champs ou métadonnées qui servent à classer et retrouver les données. Par exemple, dans la base de données d’une entreprise, “nom de l’employé”, “adresse” et “salaire” sont des catégories ou métadonnées tandis que “Tremblay”, “33 Boulevard René Lévesques” et “65 K$ / an” sont des données. Dans ce domaine technique, la sémantique référentielle correspond au rapport entre données et métadonnées et la sémantique linguistique au rapport entre les métadonnées ou catégories organisatrices, qui sont généralement représentées par des mots ou de courtes expressions linguistiques.
Dans la mesure ou la finalité de l’informatique est d’augmenter l’intelligence humaine, elle doit notamment nous aider à donner sens aux flots de données numériques et à en tirer le maximum de connaissances utiles pour l’action. À cet effet, nous devons catégoriser correctement les données – c’est-à-dire mettre en œuvre une sémantique mot-chose – et organiser les catégories selon des relations pertinentes, qui nous permettent d’extraire des données toutes les connaissances utiles pour l’action – ce qui correspond à la sémantique mot-mot.
En discutant le sujet de la sémantique en informatique, nous devons nous souvenir que les ordinateurs ne voient pas spontanément un mot ou une phrase comme un concept en relation déterminée avec d’autres concepts dans le cadre d’une langue, mais seulement comme des suites de lettres, des “chaînes de caractères”. C’est pourquoi les relations entre les catégories qui semblent évidentes aux humains et qui relèvent de la sémantique linguistique, doivent être ajoutées et connectées – le plus souvent à la main – dans une base de données si l’on veut qu’un programme en tienne compte.
Examinons maintenant dans quelle mesure l’IA symbolique modélise la sémantique. Si l’on considère les ontologies du “Web Sémantique” (le standard en IA symbolique), on découvre que les sens des mots et des phrases n’y dépendent pas de la circularité auto-explicative de la langue (comme dans un dictionnaire classique), mais d’un renvoi à des URI (Uniform Resource Identifiers) qui fonctionne sur le mode de la sémantique référentielle (comme un dictionnaire encyclopédique). Au lieu de reposer sur des concepts (ou catégories) déjà donnés dans une langue et qui se présentent dès l’origine comme des nœuds de relations avec d’autres concepts, les échafaudages du Web sémantique s’appuient sur des concepts définis séparément les uns des autres au moyen d’identifiants uniques. La circulation du sens dans un réseau de signifiés est escamotée au profit d’une relation directe entre signifiant et référent, comme si tous les mots étaient des noms propres. En l’absence d’une sémantique linguistique fondée sur une grammaire et un dictionnaire communs, les ontologies restent donc cloisonnées. En somme, l’IA symbolique contemporaine n’a pas accès à la pleine puissance cognitive et communicative du langage parce qu’elle ne dispose pas d’une langue, mais seulement d’une sémantique référentielle rigide.
Pourquoi l’IA n’utilise-t-elle pas les langues naturelles – avec leur sémantique linguistique inhérente – pour représenter les connaissances? La réponse est bien connue : parce que les langues naturelles sont ambiguës. Un mot peut avoir plusieurs sens, un sens peut s’exprimer par plusieurs mots, les phrases ont plusieurs interprétations possibles, la grammaire est élastique, etc. Comme les ordinateurs ne sont pas des êtres incarnés et pleins de bon sens, comme nous, ils ne sont pas capables de désambiguïser correctement les énoncés en langue naturelle. Pour ses locuteurs humains, une langue naturelle étend un filet de catégories générales prédéfinies qui s’expliquent mutuellement. Ce réseau sémantique commun permet de décrire et de faire communiquer aussi bien les multiples situations concrètes que les différents domaines de connaissance. Mais, du fait des limitations des machines, l’IA ne peut pas faire jouer ce rôle à une langue naturelle. C’est pourquoi elle reste aujourd’hui fragmentée en micro-domaines de pratiques et de connaissance, chacun d’eux avec sa sémantique particulière.
L’automatisation de la sémantique linguistique pourrait ouvrir de nouveaux horizons de communication et de raisonnement à l’intelligence artificielle. Pour traiter la sémantique linguistique, l’IA aurait besoin d’une langue standardisée et univoque, d’un code spécialement conçu à l’usage des machines, mais que les humains pourraient aisément comprendre et manipuler. Cette langue permettrait enfin aux modèles de se connecter et aux connaissances de s’accumuler. En somme, le principal obstacle au développement de l’IA est l’absence d’un langage commun calculable. C’est précisément le problème résolu par IEML, qui possède la capacité d’exprimer le sens, comme les langues naturelles, mais dont la sémantique est non ambiguë et calculable, comme un langage mathématique. L’utilisation d’IEML rendra l’IA moins coûteuse en efforts humains, plus apte à traiter le sens et la causalité, et surtout, capable d’accumuler et d’échanger des connaissances.
Une solution basée sur un codage de la sémantique
Le métalangage de l’économie de l’information
Beaucoup de progrès en informatique viennent de l’invention d’un système de codage pertinent rendant l’objet codé (nombre, image, son, etc.) facilement calculable par une machine. Par exemple, le codage binaire pour les nombres et le codage en pixels ou en vecteurs pour les images. C’est pourquoi je me suis attaché à la conception d’un code qui rende la sémantique linguistique calculable. Cette langue artificielle, IEML (Information Economy MetaLanguage) possède une grammaire régulière et un dictionnaire compact de trois mille mots. Des catégories complexes peuvent être construites en combinant les mots selon les règles de la grammaire. Les catégories complexes peuvent à leur tour être utilisées pour en définir d’autres, et ainsi de suite récursivement. Une des parties les plus difficiles de la conception d’IEML a été de trouver le plus petit ensemble de mots à partir duquel n’importe quelle catégorie pourrait être construite.
Sur un plan linguistique, IEML possède la même capacité expressive qu’une langue naturelle. Elle peut donc traduire n’importe quelle autre langue. C’est d’autre part une langue univoque : ses expressions n’ont qu’un seul sens. Enfin, sa sémantique est calculable. Cela signifie que son dictionnaire et ses règles de grammaire suffisent à déterminer automatiquement le sens de ses expressions (ce qui n’est pas le cas des langues naturelles). Soulignons qu’IEML n’est pas une ontologie universelle, mais bel et bien une langue qui permet d’exprimer n’importe quelle ontologie ou classification particulière.
Sur un plan mathématique, IEML est un langage régulier au sens de Chomsky : c’est une algèbre. Elle est donc susceptible de toutes sortes de traitements et de transformations automatiques.
Sur un plan informatique, comme nous le verrons plus en détail ci-dessous, le métalangage donne prise à un langage de programmation de réseaux sémantiques et supporte le système d’indexation d’une base de connaissances.
L’éditeur IEML
Le métalangage de l’économie de l’information est défini par sa grammaire et son dictionnaire, que l’on trouvera en consultant le site intlekt.io. Mais la langue ne suffit pas. Nous avons besoin d’un outil numérique facilitant son écriture, sa lecture et son utilisation: l’éditeur IEML.
L’éditeur IEML sert à produire et à explorer des modèles de données. Cette notion de “modèle” englobe les réseaux sémantiques, les systèmes de métadonnées sémantiques, les ontologies, les graphes de connaissances et les systèmes d’étiquettes pour catégoriser des données d’entraînement. L’éditeur contient un langage de programmation permettant d’automatiser la création de nœuds (les catégories) et de liens (les relations sémantiques entre catégories). Ce langage de programmation est de type déclaratif, c’est-à-dire qu’il ne demande pas à son utilisateur d’organiser des flots d’instructions conditionnelles, mais seulement de décrire les résultats à obtenir.
Mode d’utilisation de l’éditeur
Comment se sert-on de l’éditeur?
Le modélisateur répertorie les catégories qui vont servir de conteneurs (ou de cases-mémoire) aux différents types de données. S’il a besoin de catégories qui ne correspondent à aucun des 3000 mots du dictionnaire IEML il les crée au moyen de phrases.
Il programme ensuite les relationssémantiques qui vont connecter les données catégorisées. Les relations, définies par des phrases, ont un contenu sémantique aussi varié que nécessaire. Leurs propriétés mathématiques (réflexivité, symétrie, transitivité) sont spécifiées. Des instructions conditionnent l’établissement des relations à la présence de signifiants ou de valeurs de données déterminées à certaines adresses syntaxiques des catégories.
Une fois les données catégorisées, le programme tisse automatiquement le réseau de relations sémantiques qui va leur donner sens. Des fonctions de fouille de données, d’exploration hypertextuelle et de visualisation des relations par tables et par graphes permettent aux utilisateurs finaux d’explorer le contenu modélisé.
Avantages
Plusieurs traits fondamentaux distinguent l’éditeur IEML des outils contemporains qu’on utilise pour modéliser les données: les catégories et relations sont programmables, les modèles obtenus sont interopérables et transparents.
Catégories et relations sont programmables. La structure régulière d’IEML permet de générer les catégories et de tisser les relations de manière fonctionnelle ou automatique au lieu de les créer une par une. Cette propriété fait gagner au modélisateur un temps considérable. Le temps gagné par l’automatisation de la création des catégories et des relations compense largement le temps passé à coder les catégories en IEML, et cela d’autant plus qu’une fois créées, les nouvelles catégories et relations peuvent être échangées entre les utilisateurs.
Les modèles sont interopérables. Tous les modèles se ramènent au même dictionnaire de trois mille mots et à la même grammaire. Les modèles sont donc interopérables, c’est-à-dire qu’ils peuvent facilement fusionner ou échanger des catégories et des sous-modèles. Chaque modèle reste adapté à un contexte particulier, mais les modèles peuvent désormais se comparer, s’interconnecter et s’intégrer.
Les modèles sont transparents. Bien qu’ils soient codés en IEML, les modèles rédigés au moyen de l’éditeur IEML sont lisiblesen langue naturelle. De plus, les catégories et relations se présentent comme des mots ou des phrases. Or les mots sont expliqués par leurs relations avec les autres mots du dictionnaire et le sens des phrases est défini par les mots qui les composent selon une grammaire régulière. Toutes les catégories et toutes les relations sont donc explicitement définies, ce qui rend les modèles clairs aussi bien pour les modélisateurs que pour les utilisateurs finaux et adéquats aux principes d’éthique et de transparence contemporains.
Au prix d’un bref apprentissage, l’éditeur peut être utilisé par des non-informaticiens qui ne connaissent pas la langue IEML. Seule la grammaire (simple et régulière) doit être maîtrisée, les mots IEML étant représentés en langues naturelles. L’éditeur IEML pourrait être utilisé dans les écoles et ouvrir la voie à une démocratisation de la maîtrise des données.
L’architecture neuro-sémantique
Figure 1: Une architecture Neuro-sémantique pour l’IA
Je vais maintenant proposer une architecture de système d’IA basée sur IEML. Cette architecture (schématisée dans la figure 1) est évidemment un cas particulier d’architecture neuro-symbolique, mais je la nomme neuro-sémantique afin de souligner qu’elle résout le problème du calculde la sémantique et de l’interopérabilitésémantique entre systèmes.
Les neurones sensorimoteurs
Le module d’entrée est occupé par des réseaux de neurones sensoriels, qui ont été entraînés par des exemples de données catégorisées en IEML. On doit distinguer plusieurs types de données d’entraînement (texte, image, sons, etc.) d’où résultent plusieurs types de réseaux de neurones. Les données catégorisées par les neurones sensoriels sont transmis à la base de connaissance sémantique. Si l’on détecte des incohérences, des erreurs ou des biais, il faut évidemment revoir les données d’entraînement ou réviser leur conceptualisation. Le système doit donc comprendre une boucle de dialogue entre les annotateurs de données qui entraînent les réseaux de neurones et les ingénieurs qui gèrent la base de connaissance.
En sortie, des réseaux de neurones moteurs transforment des données catégorisées en données qui commandent des actions, telles que rédaction de texte, synthèse d’image, émission vocale, instructions envoyées à des effecteurs (robots), etc. Ces neurones moteurs sont entraînés sur des exemples qui apparient des données catégorisées en IEML et des données motrices. Là encore, les données d’entraînement et les réseaux de neurones doivent être distinguées selon leurs types.
La mémoire et le traitement sémantique
La base de connaissance est organisée par un réseau sémantique. Elle est donc de préférence supportée par une base de données de graphes (graph database). Sur le plan de l’interface, cette base de connaissance se présente comme une encyclopédie hypertextuelle du domaine dont elle traite. Elle autorise aussi la programmation de simulations et de divers tableaux de bord pour la veille et le renseignement.
L’éditeur IEML évoqué à la section précédente peut servir à d’autres tâches qu’à la modélisation. Il permet en effet de conditionner les opérations d’écriture-lecture les plus variées à la présence de contenus sémantiques situés à certaines adresses syntaxiques. Lorsqu’ils sont codés en IEML les concepts deviennent les variables d’une algèbre, ce qui n’est évidemment pas le cas lorsqu’elles sont exprimés en langue naturelle. C’est pourquoi des transformations sémantiques peuvent être programmées et calculées. Cette programmation sémantique ouvre la voie non seulement aux raisonnementslogiques classiques auxquels les moteurs d’inférence de l’IA symbolique nous ont habitué depuis des décennies, mais aussi à d’autres formes de raisonnement automatique. Puisqu’en IEML la sémantique est une image fonctionnelle de la syntaxe, il devient possible d’automatiser le raisonnementanalogique de type “A est à B ce que C est à D”. D’autres d’opérations sémantiques peuvent également être programmées, telles que sélection et fouille ; substitution, insertion ou effacement ; résumé ou développement ; inversion, allusion, atténuation ou amplification ; extraction ou projection de structures narratives, et ainsi de suite.
Quelques applications
Quelques applications évidentes de notre architecture d’IA neuro-sémantique sont : l’intégration de données, l’aide à la décision à partir de modèles causaux, la gestion des connaissances, la compréhension et le résumé de texte, la génération de texte contrôlée (contrairement aux systèmes de type GPT3 dont le texte n’est pas contrôlé), les chatbots et la robotique. Je vais maintenant brièvement commenter deux exemples d’usage : la compréhension de texte et la génération de texte contrôlée.
Concernant la génération de texte contrôlée, imaginons en entrée des données de télémétrie, des informations comptables, des examens médicaux, des résultats de tests de connaissance, etc. On peut alors concevoir en sortie des textes narratifs en langue naturelle synthétisant le contenu des flux de données d’entrée : diagnostics médicaux, bulletins scolaires, rapports, conseils, etc. Quant à la compréhension de texte, elle suppose d’abord la catégorisation automatique du contenu du document présenté en entrée du système. Dans un deuxième temps, le modèle sémantique extrait du texte est inscrit dans la mémoire du système de manière à s’intégrer aux connaissances déjà acquises. En somme, des systèmes d’intelligence artificielle pourraient accumuler des connaissances à partir de la lecture automatique de documents. À supposer qu’IEML soit adopté, les systèmes d’intelligence artificielle deviendraient non seulement capables d’accumuler des connaissances, mais de les intégrer en modèles cohérents et de les échanger. Il s’agit évidemment là d’une perspective à long terme qui exigera des efforts coordonnés.
Conclusion: vers un tournant humaniste en IA
Sans langage, nous n’aurions accès ni au questionnement, ni au dialogue, ni au récit. La langue est simultanément un médium de l’intelligence personnelle – il est difficile de penser sans dialogue intérieur – et de l’intelligence collective. La plupart de nos connaissances ont été accumulées et transmises par la société sous forme linguistique. Vu le rôle de la parole dans l’intelligence humaine, Il est surprenant qu’on ait espéré atteindre une intelligence artificielle générale sans disposer d’un modèle calculable du langage et de sa sémantique. La bonne nouvelle est que nous en avons finalement un. Même si l’architecture neuro-sémantique ici proposée ne débouche pas directement sur une intelligence artificielle générale, elle autorise au moins la construction d’applications capables de traiter le sens des textes ou des situations. Elle permet aussi d’envisager un marché des données privées étiquetées en IEML qui stimulerait, s’il en était besoin, le développement de l’apprentissage statistique. Elle devrait aussi supporter une mémoire publique collaborative qui serait particulièrement utile dans les domaines de la recherche scientifique, de l’éducation et de la santé.
La multiplicité des langues, des systèmes de classification, des points de vue disciplinaires et des contextes pratiques cloisonne aujourd’hui la mémoire numérique. Or la communication des modèles, la comparaison critique des points de vue et l’accumulation des connaissances sont essentiels à la cognition symbolique humaine, une cognition indissolublement personnelle et collective. L’intelligence artificielle ne pourra durablement augmenter la cognition humaine qu’à la condition d’être interopérable, cumulable, intégrable, échangeable et distribuée. C’est dire qu’on ne fera pas de progrès notable en intelligence artificielle sans viser en même temps une intelligence collective capable de se réfléchir et de se coordonner dans la mémoire mondiale. L’adoption d’une langue calculable fonctionnant comme système universel de coordonnées sémantiques – une langue facile à lire et à écrire permettant de tout dire comme de distinguer les nuances – ouvrirait de nouvelles voies à l’intelligence collective humaine, y compris sous la forme d’une interaction immersive multimédia dans le monde des idées. En ce sens, la communauté des utilisateurs d’IEML pourrait inaugurer une nouvelle époque de l’intelligence collective.
L’IA contemporaine, majoritairement statistique, a tendance à créer des situations où les données pensent à notre place et à notre insu. Par contraste, je propose de développer une IA qui aide les humains à prendre le contrôle intellectuel des données pour en extraire un sens partageable de manière durable. IEML nous permet de repenser la finalité et le mode d’action de l’IA d’un point de vue humaniste, point de vue pour qui le sens, la mémoire et la conscience personnelle doivent être traités avec le plus grand sérieux.
NOTES ET RÉFÉRENCES
Sur les origines de l’IA L’expression “Intelligence artificielle” fut utilisée pour la première fois en 1956, lors d’une conférence du Dartmouth College à Hanover, New Hampshire. Participaient notamment à cette conférence l’informaticien et chercheur en sciences cognitives Marvin Minsky (Turing Award 1969) et l’inventeur du langage de programmation LISP John McCarthy (Turing Award 1971).
Sur l’augmentation cognitive L’augmentation cognitive (plutôt que l’imitation de l’intelligence humaine) était l’orientation principale de nombre des pionniers de l’informatique et du Web. Voir par exemple : – Bush, Vannevar. “As We May Think.” Atlantic Monthly, July 1945. – Licklider, Joseph. “Man-Computer Symbiosis.” IRE Transactions on Human Factors in Electronics, 1, 1960, 4-11. – Engelbart, Douglas. Augmenting Human Intellect. Technical Report. Stanford, CA: Stanford Research Institute, 1962. – Berners-Lee, Tim. Weaving the Web. San Francisco: Harper, 1999.
Sur l’histoire de l’IA neuronale Beaucoup de gens connaissent Geoffrey Hinton, Yann Le Cun et Yoshua Benjio comme les fondateurs de l’IA neuronale contemporaine. Mais l’IA neuronale commence dès les années 40 du XXe siècle. Je fournis ci-dessous une brève bibliographie. – McCulloch, Warren, and Walter Pitts. “A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity.” Bulletin of Mathematical Biophysics, 5, 1943: 115-133. – McCulloch, Warren. Embodiments of Mind. Cambridge, MA: MIT Press, 1965.) – Lévy, Pierre. “L’Œuvre de Warren McCulloch.” Cahiers du CREA, 7, 1986, p. 211-255. – Frank Rosenblatt est l’inventeur du Perceptron, qui peut être considéré comme le premier système d’apprentissage automatique basé sur un réseau neuro-mimétique. Voir son livre Principles of Neurodynamics: Perceptrons and the Theory of Brain Mechanisms, publié en 1962 par Spartan Books. – Le mémoire de doctorat de 1954 de Marvin Minsky était intitulé: “Theory of neural-analog reinforcement systems and its application to the brain-model problem.” – Minsky critiquera le perceptron de Frank Rosenblatt dans son livre Perceptrons de 1969 (MIT Press) écrit avec Seymour Papert et poursuivra par la suite le programme de recherche de l’IA symbolique. – Toujours de Minsky, The Society of Mind (Simon and Schuster, 1986) résume bien son approche de la cognition humaine comme une émergence à partir de l’interaction de multiples modules cognitifs aux fonctions variées. – Foerster, Heinz von. Observing Systems: Selected Papers of Heinz von Foerster. Seaside, CA: Intersystems Publications, 1981. – Von Fœrster était directeur du Biological Computer Laboratory. Voir Lévy, Pierre. “Analyse de contenu des travaux du Biological Computer Laboratory (BCL).” In Cahiers du CREA, 8, 1986, p. 155-191. – McClelland, James L., David E. Rumelhart and PDP research group. Parallel Distributed Processing: Explorations in the Microstructure of Cognition. 2 vols. Cambridge, MA: MIT Press, 1986. – Rumelhart, David E.; Hinton, Geoffrey E.; Williams, Ronald J. (9 October 1986). “Learning representations by back-propagating errors”. Nature. 323 (6088): 533–536. Hinton a été reconnu pour ses travaux pionniers par un prix Turing obtenu avec Yann LeCun et Joshua Benjio en 2018.
La critique de l’IA statistique Ce texte reprend quelques-uns des arguments avancés par des chercheurs comme Gary Marcus, Judea Pearl et Stephen Wolfram. – Voir l’article séminal de Gary Marcus de 2018 “Deep learning, a critical appraisal” https://arxiv.org/pdf/1801.00631.pdf?u (Consulté le 8 août 2021) – Voir aussi le livre de Gary Marcus, écrit avec Ernest Davis, Rebooting AI: Building Artificial Intelligence We Can Trust, Vintage, 2019. – Judea Pearl, a reçu le prix Turing en 2011 pour ses travaux sur la modélisation de la causalité en IA. Il a écrit avec Dana Mackenzie, The Book of Why, The new science of cause and effect, Basic books, 2019. – Stephen Wolfram est l’auteur du logiciel Mathematica et du moteur de recherche Wolfram Alpha. Voir son entretien pour Edge.org de 2016 “AI and the future of civilisation” https://www.edge.org/conversation/stephen_wolfram-ai-the-future-of-civilization Consulté le 8 août 2021. – Outre les travaux de Judea Pearl sur l’importance de la modélisation causale en IA, rappelons les thèses du philosophe Karl Popper sur les limites du raisonnement inductif et des statistiques. Voir, en particulier, de Karl Popper, Objective Knowledge: An Evolutionary Approach. Oxford: Clarendon Press, 1972.
Sur l’interopérabilité sémantique – Tous les éditeurs de métadonnées sémantique prétendent à l’interopérabilité, mais il s’agit généralement d’une interopérabilité des formats de fichiers, cette dernière étant effectivement assurée par les standards du Web sémantique (XML, RDF, OWL, etc.). Mais Je parle dans ce texte d’interopérabilité des modèles sémantiques proprement dits (on parle de concepts: les catégories et leurs relations). Donc ne pas confondre interopérabilité sémantique et l’interopérabilité des formats. Voir sur ce point: https://pierrelevyblog.com/2021/04/03/esquisse-dun-modele-daffaire-pour-un-changement-de-civilisation/ – Si nécessaire, les modèles rédigés au moyen de l’éditeur IEML peuvent être exportés dans les formats standards de métadonnées sémantiques tels que RDF et JSON-LD.
Sur Chomsky et la syntaxe – Chomsky, Noam. Syntaxic Structures. The Hague and Paris: Mouton, 1957. – Chomsky, Noam, and Marcel-Paul Schützenberger. “The Algebraic Theory of Context-Free Languages.” In Computer Programming and Formal Languages. Ed. P. Braffort and D. Hirschberg. Amsterdam: North Holland, 1963. p. 118-161. – Pour une approche plus philosophique, voir Chomsky, Noam. New Horizons in the Study of Language and Mind. Cambridge, UK: Cambridge UP, 2000. – Voir aussi mon article sur les fondements linguistiques d’IEML.
Sur les noms propres – J’adopte ici en gros la position de Saul Kripke, suivie par la majorité des philosophes et grammairiens. Voir, de Saul Kripke, Naming and Necessity, Oxford, Blackwell, 1980. Trad. fr. La logique des noms propres, Paris, Minuit, 1982, (trad. P. Jacob et F. Recanati). – Voir ma récente entrée de Blog à ce sujet.
Pierre Lévy sur IEML – “Toward a Self-referential Collective Intelligence: Some Philosophical Background of the IEML Research Program.” Computational Collective Intelligence, Semantic Web, Social Networks and Multiagent Systems, ed. Ngoc Than Nguyen, Ryszard Kowalczyk and Chen Shyi-Ming, First International Conference, ICCCI, Wroclaw, Poland, Oct. 2009, proceedings, Berlin-Heidelberg-New York: Springer, 2009, p. 22-35. – “The IEML Research Program: From Social Computing to Reflexive Collective Intelligence.” In Information Sciences, Special issue on Collective Intelligence, ed. Epaminondas Kapetanios and Georgia Koutrika, vol. 180, no. 1, Amsterdam: Elsevier, 2 Jan. 2010, p. 71-94. – Les considérations philosophiques et scientifiques qui m’ont mené à l’invention d’IEML ont été amplement décrites dans La Sphère sémantique. Computation, cognition, économie de l’information. Hermes-Lavoisier, Paris / Londres 2011 (400 p.). Trad. anglaise: The Semantic Sphere. Computation, cognition and information economy. Wiley, 2011. Ce livre contient une nombreuse bibliographie. – Les principes généraux d’IEML sont résumés dans: https://intlekt.io/ieml/ (consulté le 17 août 2021). – Sur la grammaire d’IEML, voir: https://intlekt.io/ieml-grammar/ (consulté le 17 août 2021). – Sur le dictionnaire d’IEML, voir: https://intlekt.io/ieml-dictionary/ (consulté le 17 août 2021). – Pour une exposition des principes linguistiques à la base d’IEML, voir: https://intlekt.io/the-linguistic-roots-of-ieml/ (consulté le 17 août 2021).
Autres références pertinentes de Pierre Lévy – L’intelligence collective, pour une anthropologie du cyberespace, La Découverte, Paris, 1994. Traduction en anglais par Robert Bonono: Collective Intelligence Perseus Books, Cambridge MA, 1997. – “Les systèmes à base de connaissance comme médias de transmission de l’expertise” (knowledge based systems as media for transmission of expertise), in Intellectica (Paris) special issue on “Expertise and cognitive sciences”, ed. Violaine Prince. 1991. p. 187 to 219. – J’ai analysé en détail le travail d’ingénierie de la connaissance sur plusieurs cas dans mon livre De la programmation considérée comme un des beaux-arts, La Découverte, Paris, 1992.
