IBM tente de reproduire le cerveau humain

La société multinationale IBM, en partenariat avec 5 universités prestigieuses américaines, a reçu une aide de 4,9 millions de dollars US afin de construire un ordinateur dont le fonctionnement reposerait sur le même principe qu'un cerveau humain. Le projet espère parvenir à imiter les capacités de prise de décisions rapides, la taille réduite ou encore la faible consommation d'énergie du cerveau.

Répliquer le cerveau humain

La DARPA est un organisme distribuant de l'argent pour financer les recherches les plus prometteuses et intéressantes à des entreprises ou établissements académiques américains. Étant financée par le gouvernement et donc l'argent de ses contribuables, il est important que ces sommes ne soient pas attribuées à n'importe qui : mieux vaut que les projets débouchent sur quelque chose de concret.

L'informatique cognitive, puisque c'est cela dont il s'agit, tente de rendre possibles rapidement des opérations extrêmement complexes à mettre en oeuvre par les méthodes traditionelles, et qui semblent triviales pour n'importe quel humain. De nombreuses recherches ont ainsi été conduites pour améliorer les logiciels de reconnaissance faciale. Là où même un enfant en bas âge reconnaît ses proches quasi instantanément, il faut déployer des moyens considérables et des algorithmes ingénieux pour parvenir à un taux de réussite acceptable. Autre application, le monde du travail et de la finance. Comment les traders sont-ils capables de prendre des décisions (généralement ) justes aussi rapidement au vu de la quantité incroyable de données qui circule devant leurs yeux en permanence, dont la fiabilité et la pertinence doivent être réévaluées en temps réel ?

Bien entendu, le fantasme d'une véritable intelligence artificielle n'est jamais loin et n'est pas une idée nouvelle. On attend toujours les robots intelligents et doués d'émotions prédits par nos parents dans les années 70 pour l'arrivée de l'an 2000. En 2008, on est encore loin d'avoir des babysitters en ferraille. Mais les applications sont bien plus vastes que des tâches habituelles pour les humains. Il serait en effet possible de faire passer par cet ordinateur des centaines de flux d'information pour les analyser et en tirer le maximum le plus rapidement possible. Le domaine de la surveillance, par exemple, permettrait de garder un oeil sur plusieurs centaines de flux vidéos pour repérer des comportements anormaux, ce qu'un esprit humain est capable de détecter instantanément.

Comment s'y prendre ?

Le projet compte s'appuyer sur plusieurs éléments pour mener à bien ses recherches.

Tout d'abord, il s'agira de tenter d'imiter le comportement des synapses du cerveau, ou plutôt la réorganisation du réseau de synapses du cerveau. Une synapse est, dans l'état actuel des recherches, la structure de base permettant de faire passer des informations grâce à des procédés chimiques dans le cerveau, qui en contiendrait près de 10¹⁴, soit 100 000 milliards. Comme vous le savez peut-être, votre cerveau se modifie et s'adapte en permanence et réorganisant toutes ces connexions, permettant l'apprentissage ou encore la mémoire. De manière générale, la seconde expérience sur un vélo est plus probante que la première ; on appelle ce phénomène la plasticité cérébrale. Si cela vous intéresse, empruntez un livre de SVT de Première S à votre bibliothèque locale : le sujet y est rapidement abordé.

M. Modha, responsable de l'initiative, explique que « l'esprit a une faculté incroyable d'intégrer des informations provenant d'une multitude de sens comme la vue, l'ouïe, le toucher ou l'odorat ; et peut créer des catégories de temps, espace et relations et ce quasi sans effort ». Il va donc s'agir pour IBM et ses équipes de trouver un moyen de modéliser le comportement synaptique, que ce soit au niveau logiciel ou au niveau matériel. Peut-être faudra-t-il revoir l'organisation d'un ordinateur tel que nous le connaissons pour atteindre une symbiose avec la partie logicielle, quitte à abandonner toutes les présomptions acquises auparavant pour écrire des logiciels. Malgré la tâche colossale que cela représente, l'équipe estime qu'il est temps de tenter de s'approcher au maximum des capacités de notre cerveau.

On compte également beaucoup sur les récents progrès dans le champ des nanotechnologies pour pouvoir avoir un ordinateur-cerveau d'une taille raisonnable. En effet, s'il faut louer le stade de France pour entreposer toutes les hypothétiques synapses électroniques, l'intérêt diminue grandement. Par ailleurs, on observe une tendance en entreprise à rechercher l'efficacité énergétique, domaine longtemps ignoré à une époque où l'énergie n'était pas si cruciale et seule la puissance importait. Aujourd'hui, il est indispensable de trouver des solutions nécessitant une faible consommation d'énergie. Enfin, la puissance de calcul disponible actuellement n'a jamais été aussi grande, ce qui rend plus aisées les simulations d'expériences. Quelques mois plus tôt, une équipe d'IBM a réussi à atteindre les capacités neuronales d'un rat grâce à la puissance de leur super-ordinateur maison, BlueGene, actuellement 4^ème super-ordinateur de la planète selon le site top500.org.

Conclusion

Il ne s'agit que de la première phase d'un plus grand champ de recherche mené par la DARPA. L'organisme mène en effet une initiative, la Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics (SyNAPSE), ou pour faire simple, la recherche des systèmes extensibles se basant sur la notion de plasticité cérébrale, dont nous parlions plus tôt. C'est dire l'intérêt que portent les politiciens militaires américains à ce domaine. Cette première étape doit durer 9 mois. Bien entendu, il y a énormément à gagner dans cette entreprise, tellement les horizons qu'elle ouvre sont vastes.

Liens complémentaires

• Communiqué de presse officiel [en]
• Article sur Cnet [en]