L’objectif de l’intelligence artificielle est de pouvoir reproduire le fonctionnement
du cerveau humain, et notamment dans son procès lors de prise de décisions
Mise à jour : Décembre 16, 2023
Définition d’intelligence artificielle
Les intelligences artificielles (IA) reposent sur des algorithmes d'apprentissage et, paradoxalement, grâce à elles, on est capable de mieux comprendre comment fonctionne notre cerveau, notamment notre propre apprentissage.
La notion est apparue dans les années 1950 d’une réflexion du mathématicien Alan Turing : “Les machines peuvent-elles penser ?”. Ainsi naissait l’idée de simuler l’intelligence humaine sur une machine.
Mais le terme d’intelligence artificielle est souvent employé pour désigner le machine learning et le deep learning.
Le machine learning est un sous-ensemble d’IA. Il s’agit d’une technologie permettant à l’ordinateur d’apprendre, sans avoir été préalablement programmé pour cet apprentissage, sur la base d’un énorme volume de données.
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| Schéma de l’intelligence artificielle |
Le deep learning, sous domaine du machine learning, est un apprentissage plus profond sur la base de données d’un haut niveau d’abstraction imitant un réseau de neurones du cerveau humain.
Il y a de nombreux domaines dans lesquels l’intelligence artificielle peut être extrêmement utile. C’est le cas de tout ce qui touche à la prévention, que ce soit en termes de risques, de sécurité ou de santé. Mais c’est aussi vrai pour l’éducation et les services à la personne. Autant de sujets où l’intelligence artificielle permettra de réduire les dépenses publiques et donc les besoins en impôts. Il peut aussi être intéressant de l’utiliser pour ses capacités d’expertise.
Les bénéfices que cette révolution technologique peut apporter à la santé
Appliquée à la santé, l’essor de l’IA est à corréler avec la transformation numérique du secteur car elle repose sur 2 composantes essentielles :
* Des algorithmes puissants qui désignent un ensemble de règles opératoires effectuées par un programme informatique pour résoudre un problème.
* Des données massives, le big data, qui valorisent les données collectées par croisement, apprentissage ou prédiction.
Chacun d’entre nous dispose de données de santé numériques de plus en plus nombreuses : les données en provenance du médecin généraliste et des spécialistes, comme les ordonnances, les résultats d’examens ou les clichés de radiologie qui sont interconnectées aux informations détenues par l’Assurance Maladie. La télé-médecine et notamment la télé-consultation augmentent sensiblement le volume de données de santé numériques, et cette dynamique devrait encore s’accélérer avec l’émergence du métaverse (l'ensemble des mondes virtuels connectés à Internet).
Comment l’intelligence artificielle aide-t-elle les médecins ?
Ce sont de technologies avancées qui vont permettre de réaliser certaines tâches avec plus de précision. En effet, bien que très complexe et doué de grandes choses, le cerveau humain a ses limites, notamment en termes de mémoire.
De même, notre cerveau peut présenter des déficiences dues à la fatigue, à la vieillesse ou encore à des statuts psychologiques comme le stress qui vont venir altérer la capacité de notre cerveau à fonctionner comme il se doit. Grâce à des outils technologiques de pointe, il est possible de venir soulager le quotidien des soignants en leur proposant une assistance automatisée qui va venir effectuer certaines tâches à leur place.
Au-delà de l’assistance apportée aux médecins, on imagine tout à fait la possibilité d’intégrer ces intelligences artificielles à des cabines de télé-consultation par exemple, afin d’obtenir un premier diagnostic qui pourra être par la suite confirmé par un médecin.
La neuro-informatique
C’est l’objectif de la neuro-informatique. Comment combiner l’ensemble de ces données variées et complexes en une information utile à la recherche ? Comment corréler ces données entre elles pour prédire l’évolution de la maladie et adapter les traitements ? Comment corréler les données associées à des pathologies différentes pour identifier des mécanismes pathologiques communs ?
Le Centre de Neuro-informatique de l’Institut du Cerveau à Paris (ICM)
Les nombreuses données collectées auprès des patients – génétiques, physiologiques, comportementales, cliniques et d’imagerie – nécessitent de développer des méthodes d’analyse et des outils mathématiques innovants pour mieux caractériser chaque maladie étudiée à l’Institut du Cerveau, de la maladie d’Alzheimer aux accidents vasculaires cérébraux en passant par la maladie de Parkinson, les dégénérescences front-temporale, l’épilepsie ou encore la sclérose en plaques.
Le Centre de Neuro-informatique a pour objectif de rassembler, analyser et mettre à la disposition des scientifiques les milliers de données scientifiques et médicales dans une approche décloisonnée et pluridisciplinaire de la recherche. Il s’agit d’un centre virtuel ouvert de façon à mettre en relation toutes les personnes qui travaillent à la gestion et l’exploitation de données de la recherche, et leur offrir une infrastructure matérielle et logicielle commune garantissant l’inter-opérabilité de leurs données avec celles des autres. Par ce biais, il contribue à l’harmonisation et au partage des meilleures pratiques en gestion de données au sein de l’Institut du Cerveau et s’appuie sur une vision partenariale de la recherche en coordonnant les activités de chercheurs, d’ingénieurs, de médecins, d’informaticiens et techniciens.
L’ICM planche sur l’étude Aramis. Ce projet qui intègre les systèmes intelligents vise à simuler le vieillissement du cerveau humain pour anticiper le développement de la maladie d’Alzheimer. L’informatique de haute technicité a encore une très grande marge de progression dans la prédiction des maladies mais son application a aujourd’hui l’avantage de ralentir ou d’empêcher leur développement.
Évolution de l'intelligence artificielle
En 2009, le neuro-scientifique Craig Bennett entreprend une expérience unique : vérifier si un scanner peut lire l'esprit d'un sujet. Il n'existe donc pas d'applications d'intelligence artificielle adaptées. Ils ont montré au patient des photos d'humains lors d'événements sociaux. Et dans les images renvoyées par la résonance magnétique, certains éclairs ont commencé à apparaître dans son cerveau. En théorie, il suffirait de ‘relier les points’ pour trouver des modèles sur le type d'émotions ou de pensées traversant la tête de ce sujet dans l'expérience.
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| Résonance magnétique du cerveau d'un saumon |
Dix ans passent. En 2019, le géant des réseaux sociaux Facebook (maintenant Meta) a annoncé son intention de créer un appareil qui lit les ondes cérébrales pour permettre d’écrire simplement en pensant. Elon Musk, dans le même temps, a donné un coup de pouce à sa société Neuralink pour connecter ‘l'esprit’ aux ordinateurs.
Arnau Espinosa travaille dans le domaine opposé : celui de l'utopie, en essayant de réaliser le meilleur de ces technologies. Il est en charge de projets de neuro-ingénierie au centre Wyss en Suisse. C'est un spécialiste de la “lecture mentale” par le biais d'implants, conçus pour les personnes qui ont cessé de pouvoir articuler des mots ou de bouger un muscle.
Cependant, l'intelligence artificielle a passé des années dans le but de “lire dans les pensées” à des fins thérapeutiques. Il y a deux lignes principales. La plus travaillée tente de décoder l'intention de mouvement, le contrôle des muscles, des mains, des pieds... puis de le transmettre à un appareil qui permet de marcher. Mais l'avènement de meilleurs algorithmes et modèles de langage comme GPT (Generative Pre-trained Transformer) a ouvert une deuxième ligne qui attire de nombreux chercheurs.
Le décodeur du cerveau – GPT met des mots sur ce que l'on pense
La chose la plus intéressante à propos de la lecture des pensées est dans la langage. Une équipe de l'Université du Texas a présenté un appareil basé sur l'intelligence artificielle capable de faire quelque chose de similaire à la lecture dans les pensées. En fait, il est capable de déchiffrer les pensées derrière certaines phrases et de construire des phrases complètes expliquant ou décrivant quelque chose. Rien qu'en pensant à elles, grâce à une IRM du cerveau, la machine a interprété, dans leurs propres mots, ce que le volontaire voulait dire.
Source: Mario Villaviciosa. Newtral, Espagne, mai 2023
Décoder le cerveau humain
En plus du rassemblement annuel du Forum économique mondial (WEF) en mai 2023, Davos a abrité plusieurs instituts de recherche de premier plan. Le plus récent est le Lab42, un laboratoire d'IA qui vise à mieux comprendre les fondements de l'intelligence humaine. Il a ouvert ses portes en juillet 2022.
Des joueurs participent à leurs recherches. Lab42 fonctionne comme une plaque tournante, créant des concours et des plateformes où des individus talentueux et des experts du monde entier apportent leurs idées pour résoudre des problèmes et s'exercer ensemble de manière ludique.
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Des chercheurs parviennent à “lire des pensées” à l’aide d’une intelligence artificielle
Il est dorénavant possible de reconstituer avec précision des mots, une histoire, pendant que les gens les écoutent.
Cette prouesse aurait été impossible sans l’intervention d’une intelligence artificielle (IA). Auparavant, pour tenter de savoir ce qui se tramait dans un cerveau humain, les scientifiques devaient y implanter des électrodes et enregistrer l’activité cérébrale. Cette fois, ils ont associé une IA basée sur un modèle de langage, de type ChatGPT, entraînée à prédire le prochain mot d’un texte, et l’IRMf.
Le but premier de l'étude est de permettre de communiquer aux personnes qui ne le peuvent plus. Ici, nul besoin d'un implant cérébral – utilisé jusque-là – ce dernier se concentrait sur la partie du cerveau qui contrôle la bouche lorsque l'on parle. Le système fonctionne sur le plan des idées, de la sémantique, du sens.
Avec ces données, ils ont nourri un modèle linguistique de réseau neuronal basé sur GPT-1 (Generative Pre-trained Transformer, soit transformeur génératif pré-entraîné), l'ancêtre de ChatGPT (système de chat basé sur le modèle de langage par IA). Puis, ils l'ont entraîné à prédire comment le cerveau de chaque individu réagirait à une histoire, racontée en podcast, réduisant les options jusqu'à ce qu'il trouve la réponse la plus proche.
Les participants ont ensuite dû s'allonger dans la machine à IRMF et y écouter une deuxième histoire, afin que les scientifiques puissent vérifier si le modèle fonctionnait de manière assez précise.
Le décodeur cérébral a réussi à résumer la plupart de ce que les participants entendaient. À l'écoute de la phrase “I don't have my driver's license yet” (“Je n'ai pas encore mon permis de conduire”), l'IA a par exemple retranscrit “She has not even started to learn to drive yet” (“Elle n'a pas encore commencé à apprendre à conduire”).
Les scientifiques ont reconnu que cette IA pouvait soulever des questions concernant la sécurité de “l'intimité mentale”. Mais dans le cadre de l'expérience, seules les pensées des personnes l'ayant autorisée à scanner leur activité cérébrale au sein d'une machine à IRMF pendant de longues heures ont pu être devinées par l'IA. Sans cette préparation, il ne pouvait y avoir aucun résultat.
Pour être sûrs, ils ont demandé aux participants de compter par sept, de nommer des animaux ou d'inventer une histoire tout en écoutant des histoires. Selon les auteurs, c'est la preuve que l'intelligence artificielle ne peut pas lire dans l'esprit de quelqu'un sans sa coopération. Même s'il n'en est pas moins vrai que cela n'a été testé qu'avec six personnes. Bien sûr, tout cela pourrait changer à mesure que la technologie s'améliore.
Si l’on pensait avoir atteint le plafond de verre de l’inquiétude liée aux aptitudes de l’intelligence artificielle (IA) avec les devoirs assistés par ChatGPT, on se trompait : l’IA pourrait désormais jeter un coup d’œil indiscret à ce que nous avons dans la tête et l’interpréter, pour l’instant dans des conditions expérimentales bien précises. De quoi cependant alimenter toutes les peurs liées à l’IA et ses utilisations potentielles… alors qu’elles pourraient au contraire être bénéfiques.
Une intelligence artificielle a des synapses 1 million de fois plus rapides que celles du cerveau humain
Une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), selon une étude publiée dans Science en août 2022, vient de créer un réseau neuronal analogique formant un ensemble beaucoup plus rapide que le cerveau humain.
Améliorer sans cesse les intelligences artificielles nécessite de plus en plus de puissance de traitement et vient alourdir sans cesse l'empreinte carbone. Pour alléger les ressources tout en multipliant les performances, les laboratoires de l'université affirment avoir mis au point des synapses analogiques qui seraient un million de fois plus rapides que celles de notre cerveau humain, pour une consommation moindre grâce à des processeurs dits analogiques.
Les processeurs analogiques fonctionnent avec des résistances, qui représentent l'équivalent des transistors pour les processeurs numériques. Pour gagner du temps, tout en consommant moins d'énergie, les données sont traitées directement dans la mémoire et non pas transférées dans un processeur. De plus, l'ensemble des calculs se fait en parallèle.
Il est associé à du phosphore au silicium qui lui permet d'assurer la conduction des protons. Avec ce matériau, la vitesse de calcul était de l'ordre de la nanoseconde. Le PSG est capable d'encaisser des tensions énormes sans se rompre, cela permet aux protons de se déplacer vite tout en consommant peu d'énergie. Au final, pour le laboratoire, avec ce procédé il ne s'agit pas de passer d'une voiturette à un bolide, mais directement à un vaisseau spatial. Cette expérimentation devrait permettre aux processeurs analogiques dédiés au deep learning de faire un pas de géant.
Une intelligence artificielle s’inspire du cerveau et révèle les mystères de l’hippocampe
Des scientifiques de l'Institut de calcul neuronal de l'Université de la Ruhr à Bochum en Allemagne, selon une étude publiée dans la revue scientifique eLife en mai 2023, ont créé une IA capable de simuler le fonctionnement de l'hippocampe.
Pour mieux comprendre notre processus de mémorisation des informations les chercheurs ont mis au point une IA qui simule le processus de mémorisation spatiale dans l’hippocampe. Cette région du cerveau est essentielle pour la mémoire spatiale et la navigation.
C'est d'ailleurs ce qui explique les problèmes de mémoire et de désorientation liés à la maladie d’Alzheimer. L'hippocampe a une particularité baptisée “replay”. Lorsque nous nous déplaçons sur un itinéraire, notre hippocampe va fixer des cellules dites de “lieu” au fil de l'avancée. Une fois au repos, ou pendant le sommeil, ces cellules de lieu vont se réactiver, soit dans l'ordre du cheminement, soit dans l'ordre inverse. Autrement dit, l’hippocampe “rejoue” la scène des séquences neuronales. Ces cellules de lieu peuvent aussi s'adapter au changement de l'environnement et s'assembler à des lieux non encore visités mais que l'on a vus. Il apparait que plus certaines séquences sont rejouées et plus la navigation est rapide et facile.
Pour en savoir plus sur ce processus de relecture des séquences neuronales, les chercheurs ont donc créé une intelligence artificielle qui fonctionne sur le même principe et qui s'inspire justement d'un petit rongeur.
Après entrainement de l'IA, ils ont pu constater qu'elle apprenait plus efficacement les informations spatiales lors de la relecture de certaines séquences, comme le fait justement l'hippocampe. Mais pas n'importe lesquelles. C'est en observant ce comportement et en analysant sur quelles cellules de lieu l’IA avait réalisé sa hiérarchie que les chercheurs ont pu obtenir plus de détails sur l'optimisation du processus de mémorisation.
Pour les chercheurs, cette émulation du processus de mémorisation dans l'hippocampe est biologiquement plausible et leur modèle nous en apprend un peu plus sur le fonctionnement de la mémorisation de notre cerveau.
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Avantages et inconvénients de l’intelligence artificielle
Aujourd’hui, l’intelligence artificielle est omniprésente dans notre vie et dans notre travail. Elle nous aide à faire des tâches quotidiennes plus facilement, comme commander une pizza ou trouver un itinéraire pour aller au travail. Les entreprises l’utilisent également de plus en plus pour le marketing, la blogosphère étant noyée sous les contenus produits par des robots.
Avantages de l’intelligence artificielle
De plus, l'IA permet à l'ordinateur d'analyser toute information en temps réel, ce qui signifie qu'il peut prendre des décisions importantes immédiatement. Une autre excellente caractéristique que possède l'intelligence artificielle est sa capacité à apprendre en continu.
En outre, grâce à l’intensification des progrès technologiques, l’IA permet aux chercheurs de comprendre comment fonctionnent certaines parties du cerveau humain à travers diverses simulations complexes et expérimentations virtuelles. Cela nous permet non seulement d’étudier le cerveau avec plus de précision, mais également de mieux comprendre la façon dont il fonctionne afin de pouvoir développer des traitements innovants pour les maladies mentales et neurologiques telles que la schizophrénie, la dépression ou encore la maladie d'Alzheimer.
L'automatisation permet non seulement aux entreprises et organisations commerciales d'effectuer leurs processus avec une efficacité optimale, mais elle représente également une opportunité intéressante pour libérer du temps précieux aux employés afin qu’ils puissent se concentrer sur leurs activités quotidiennes sans devoir s’inquiéter trop souvent du suivi manuel complexe.
Inconvénients de l’intelligence artificielle
Les inconvénients de l'intelligence artificielle sont très complexes et suscitent beaucoup d'inquiétude chez les experts. Les principaux problèmes liés à son développement sont la possibilité de passer outre le bien-être des êtres humains, le manque de transparence et la création d'une menace pour l'emploi. La menace que représente l'IA se manifeste par l'utilisation des machines pour remplacer les emplois qui autrefois étaient exclusivement réalisés par des humains.
Par exemple, les robots peuvent automatiser certaines fonctions et prendre en charge certaines tâches essentielles, telles que le traitement administratif ou même la mise en œuvre d’activités plus complexes nécessitant une analyse cognitive détaillée. Les robots peuvent effectuer ces tâches rapidement et avec une plus grande précision que les humains, ce qui peut entraîner un ralentissement du progrès cognitif chez nos générations futures si elles ne sont pas soigneusement encadrées par des politiques intelligentes et responsables.
Il y a également le risque que les systèmes informatiques sophistiqués puissent prendre inconsciemment des décisions discriminatoires ou abusives qui pourraient affecter directement les populations vulnérables du monde entier. Pour contrer cela, il est important que le code source utilisé pour créer cette intelligence artificielle soit mis sur pied selon un cadre juridique conforme aux normes internationales actuelles en matière de respect des droits fondamentaux et des libertés civiles individuelles.
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La vie avec l’intelligence artificielle
La vie avec l'intelligence artificielle peut sembler à la fois effrayante et excitante. Les progrès dans le domaine de l'IA ont abouti à des technologies qui promettent de changer radicalement la planète que nous connaissons. L’utilisation croissante de l’intelligence artificielle ouvre une nouvelle ère où les machines deviennent plus autonomes et peuvent effectuer des tâches complexes sans prendre en compte les émotions humaines. Pourtant, cette technologie, aussi puissante qu'elle soit, est encore très loin d’être parfaite. Elle présente certains risques pour les droits numériques, la sécurité et la moralité. Lorsque l'intelligence artificielle entre en jeu, il est important de comprendre que la technologie doit se soumettre à des contrôles stricts afin d'assurer sa sûreté et son efficacité.
En outre, il est important que ceux qui embauchent ou utilisent des systèmes intelligents soient conscients des risques potentiels liés aux technologies IA, notamment le fait qu'elles puissent être manipulées pour prendre inconsciemment des décisions discriminatoires ou abusives qui affecteraient directement certaines populations vulnérables du monde entier.
L'intelligence artificielle est une technologie très puissante qui peut nous aider à résoudre de nombreux problèmes complexes et améliorer notre sécurité cybernétique. Néanmoins, lorsque l’IA entre en jeu, il est important que des contrôles stricts soient mis en place afin d'assurer sa sûreté et son efficacité. Des cadres juridiques internationaux doivent être appliqués pour protéger les droits fondamentaux et les libertés civiles individuelles contre toute forme abusive d’utilisation IA.
L’IA dispose d’une puissance de calcul équivalant à celle de quelques milliers de neurones. Or notre cerveau en compte un milliard et il y a 1015 synapses et plus encore de relations entre ces dernières, relations dont on ne comprend encore pas grand-chose. Par ailleurs, l’intelligence artificielle reste dans le domaine de la causalité, tel événement entraînant tel autre. Ce qui n’est pas tellement le cas du cerveau humain dont seuls 5% fonctionnent selon cette logique, le reste utilisant des procédés beaucoup plus complexes visant à prévoir son état ultérieur et qui peuvent entraîner des réactions très différentes selon les individus. Dans les domaines qui demandent une anticipation permanente, la machine reste donc à des années-lumière du cerveau humain.
L'UNESCO appelle à l'application du Cadre éthique mondial
Suite aux appels lancés par plus de 1.000 professionnels de la technologie pour une pause dans le développement des systèmes d'intelligence artificielle, y compris le chat GPT, l'UNESCO appelle les pays d'ici mars 2023 à mettre en œuvre rapidement sa recommandation sur l'éthique de l'intelligence artificielle. Ce cadre réglementaire mondial, adopté à l'unanimité par les 193 États membres de l'Organisation, apporte les garanties nécessaires.
À ce jour, plus de 40 pays de toutes les régions du monde collaborent déjà avec l'UNESCO pour développer des freins et contrepoids de l'IA au niveau national, sur la base de la Recommandation. L'UNESCO appelle tous les pays à rejoindre le mouvement qu'elle mène pour construire une IA éthique. Un rapport d'étape sera présenté lors du Forum mondial de l'UNESCO sur l'éthique de l'intelligence artificielle, qui se tiendra en Slovénie en décembre 2023.
L'Unesco propose de fixer à 13 ans l'âge minimum pour l'utilisation de l'intelligence artificielle à l'école
L'Unesco a appelé en septembre 2023 les gouvernements à réglementer rapidement l'utilisation de l'intelligence artificielle générative (IA) dans les écoles afin de garantir son utilisation éthique et centrée sur l'humain dans l'éducation et la recherche.
Elle avertit que l'utilisation de l'IA générative aggrave les violations de données numériques et que "les modèles actuels de ChatGPT sont formés sur des données d'utilisateurs en ligne qui reflètent les valeurs dominantes et les normes sociales du Nord global".
Cet outil ne peut être intégré dans l'éducation sans l'engagement du public et sans les garanties et réglementations nécessaires de la part des gouvernements.
Législation européenne sur l'intelligence artificielle
Avec le déploiement de ChatGPT et, plus récemment, de Gemini, l'Union européenne (UE) va mettre en place un règlement sur l'intelligence artificielle (IA) permettant d'en encadrer le développement, entre nécessité de prévenir les dangers liés à cette technologie et volonté de ne pas prendre de retard.
Dans ce contexte politique, la Commission a présenté en 2021 une proposition de règlement du Parlement européen et du Conseil établissant des règles harmonisées concernant l'intelligence artificielle. Le 8 décembre 2023, le Parlement européen et le Conseil de l'Union européenne ont trouvé un accord sur ce texte qui sera la première loi sur l'intelligence artificielle dans le monde. Cette proposition de cadre réglementaire poursuit les objectifs suivants :
* veiller à ce que les systèmes d’IA mis sur le marché soient sûrs et respectent la législation en vigueur en matière de droits fondamentaux, les valeurs de l’UE, l'État de droit mais aussi la durabilité environnementale ;
* garantir la sécurité juridique afin de faciliter les investissements et l’innovation dans le domaine de l’IA ;
* renforcer la gouvernance et l’application effective de la législation existante en matière des exigences de sécurité applicables aux systèmes d’IA et de droits fondamentaux ;
* faciliter le développement d’un marché unique pour des applications d’IA légales et sûres, et empêcher la fragmentation du marché.
Le texte approuvé par le Parlement et les États membres devra désormais être formellement adopté par le Parlement et le Conseil pour être intégré à la législation de l’UE. La commission du marché intérieur et des libertés civiles du Parlement votera sur l’accord lors d’une prochaine session.
L’IA est une technologie qui transforme les usages en profondeur et qui bouscule en interrogeant
l’intelligence humaine. Mais n’oublions pas ce qui nous est propre, la force de notre
intelligence émotionnelle, la puissance du sensoriel que jamais aucune machine ne saura imiter
Voir aussi…
