Les thèmes de l'intelligence artificielle sont à la mode. Derrière ce phénomène de nouveauté se cache un parcours historique très intéressant.

Pendant un instant, nous ferons un retour dans le passé des technologies futuristes qui font la primeur: chatbot, raisonnement logique, vision artificielle et apprentissage profond.

Vous en apprendrez davantage sur les pionniers et les avancées scientifiques qui ont mené à l'explosion technologique d'aujourd'hui.

Introduction

Les thèmes de l'intelligence artificielle sont à la mode. Derrière ce phénomène de nouveauté se cache un parcours historique très intéressant. Pendant un instant, nous ferons un retour dans le passé des technologies futuristes qui font la primeur: chatbot, raisonnement logique, vision artificielle et apprentissage profond. Vous en apprendrez davantage sur les pionniers et les avancées scientifiques qui ont mené à l'explosion technologique d'aujourd'hui.

Cet article présente une perspective historique jusqu'à l'explosion actuelle qui est d'ailleurs beaucoup plus documentée dans la littérature scientifique pour le grand public. C'est pourquoi je me limite à une période historique se terminant au milieu des années 1980, période nommée le second hiver de l'intelligence artificielle.

Cette présentation a été publié pour la première fois le 12 juin 2018 lors d'une présentation au Desjardins Lab.

Des nains assis sur des épaules de géants

L'innovation en gros, c'est l'ajout de petites contributions à ce qui existe déjà.

Illustration allemande, XVe siècle. Source: domaine public

Nous sommes comme des nains assis sur des épaules de géants. Si nous voyons plus de choses et plus lointaines qu’eux, ce n’est pas à cause de la perspicacité de notre vue, ni de notre grandeur, c’est parce que nous sommes élevés par eux. Bernard de Chartres 1159

De la science-fiction au laboratoire

Isaac Azimov, proche de la communauté naissante de la recherche en intelligence artificielle, énonce en 1942 dans Runaround [@azimovrunaround] trois lois qu'adoptent les robots de ses romans [@wiki:troisloisasimov]:

  1. un robot ne peut porter atteinte à un être humain ni, en restant passif, permettre qu'un être humain soit exposé au danger;
  2. un robot doit obéir aux ordres qui lui sont donnés par un être humain, sauf si de tels ordres entrent en conflit avec la première loi;
  3. un robot doit protéger son existence tant que cette protection n'entre pas en conflit avec la première ou la deuxième loi.

Influence

After 'Runaround' appeared in the March 1942 issue of Astounding, I never stopped thinking about how minds might work. - Marvin Minsky

À ce jour, seule la Corée du Sud possède un cadre législatif traitant de la robotique [@mcgee_robot_nodate]

Représenter les connaissances

Si on définit l'intelligence comme une utilisation des connaissances pour accomplir des actions, il faut pouvoir représenter celles-ci dans l'ordinateur pour créer une forme d'intelligence artificielle.

Programs with common sense

Le langage de programmation LISP

John McCarthy propose d'utiliser la logique de premier ordre (si X alors Y, ...) pour représenter les connaissances. La même année, il crée le langage de programmation LISP [@mccarthy1960recursive], où les connaissances (données) et l'intelligence (le code) ont la même représentation. Cette propriété s'appelle l'homoiconicité et permet à un programme de s'adapter et de se réécrire lui-même. Il permet de simuler des comportements sociaux et des systèmes complexes.

Plusieurs exemples du langage LISP par Peter Norvig [@norvig1992paradigms].

Grammaire générative et transformationnelle

  • Théorie de Noam Chomsky (MIT) développée entre 1957 et 1965. [@chomsky2002syntactic, @chomsky2014aspects]
  • Fondements de l'interface humain-machine

Aspects Grammar Model

Linguistique informatique

Margaret Braithwaite Masterman

  • Margaret Braithwaite Masterman fonde le Cambridge Language Research Unit en 1953 à Cambridge University
  • Elle développe une théorie sur la structure répétitive et rythmique du langage, incluant la respiration, permettant plus tard le développement des premiers traducteurs.
  • S'oppose à la théorie de la grammaire générative de Chomsky.
  • Ses publications sont regroupées dans le recueil Language Cohesion and Form [@masterman2005language]

Language Cohesion and Form

ELIZA (The Doctor)

  • Premier agent conversationnel fonctionnel,
  • Publié en 1966 par Joseph Weisenbaum [@weizenbaum1966eliza], chercheur au MIT.
  • Simule un psychiatre
  • Écrit en LISP, il fonctionnait sur IBM 7094.

Le système IBM 7094. Source: MIT

  • Un film documentaire sur Weizenbaum [@haas_weizenbaum._2007]

Fonctionnalités d'ELIZA

  • Décomposition par mots-clés
  • Analyse du contexte de la phrase
  • Règles d'assemblages pour les réponses
  • Extension par des scripts

Code d'ELIZA

  • Le code transcrit pour le PDP-1 (très près de l'original) est disponible sur GitHub.
  • Un extrait du code en Common Lisp
(defparameter *eliza-rules*
 '((((?* ?x) hello (?* ?y))      
    (How do you do.  Please state your problem.))
   (((?* ?x) I want (?* ?y))     
    (What would it mean if you got ?y)
    (Why do you want ?y) (Suppose you got ?y soon))
   (((?* ?x) if (?* ?y)) 
    (Do you really think its likely that ?y) (Do you wish that ?y)
    (What do you think about ?y) (Really-- if ?y))
   (((?* ?x) no (?* ?y))
    (Why not?) (You are being a bit negative)
    (Are you saying "NO" just to be negative?))
   (((?* ?x) I was (?* ?y))       
    (Were you really?) (Perhaps I already knew you were ?y)
    (Why do you tell me you were ?y now?))
   (((?* ?x) I feel (?* ?y))     
    (Do you often feel ?y ?))
   (((?* ?x) I felt (?* ?y))     
    (What other feelings do you have?))))

PARRY

  • Développé par Kenneth Colby, chercheur à Stanford [@COLBY19711]
  • Simule un patient paranoïaque
  • Inclus un analyseur syntaxique et un dictionnaire de synonymes
  • Le code original est disponible sur le site web de l'université Carnegie Mellon.

PARRY Rencontre ELIZA

ALICE

Marvin Minsky

  • Professeur au MIT
  • Un des fondateurs du domaine acamémique de intelligence artificielle.

Marvin Minsky

Marvin Minsky: un pionnier

  • Deux innovations majeures: les réseaux de neurones (SNARC, 1951) et la vision artificielle.
  • Un passionné de robotique, invente une multitude de capteurs.
  • Une théorie: les "frames", prototype de la modélisation en objets

Marvin Minsky: un auteur

  • Plusieurs textes fondamentaux accessibles:
    • Steps toward artificial intelligence [@minsky1961steps]
    • A framework for representing knowledge. [@minsky1974framework]
    • Society of Mind [@marvin1985society]
  • Minsky était aussi un excellent vulgarisateur.
  • Son cours The Society of Mind est disponible librement sur MIT OCW

Marvin Minsky: un critique

  • "It’s interesting how few people understood what steps you’d have to go through. They aimed right for the top, and they wasted everyone’s time"
  • "No computer has ever been designed that is ever aware of what it's doing; but most of the time, we aren't either."
  • "Logic doesn't apply to the real world."
  • "You don’t understand anything until you learn it more than one way."

Réseaux profonds: Les débuts en économétrie

  • Alexey Ivakhnenko (Institute of Cybernetics, Kiev) développe un réseau profond à 8 couches.[@ivakhnenko1971polynomial], afin d'effectuer des prédictions économétriques. C'est la méthode groupée de manipulation des données.

group method polynomial

Réseaux profonds: Neocognitron

  • Le Neocognitron de Kunihiko Fukushima (NHK Broadcasting Science Research Laboratories, Osaka University, Tokyo University) [@fukushima1983neocognitron] est la principale inspiration des travaux menant aux réseaux convolutionnels populaires aujourd'hui.

Neocognitron

Conclusion

Comme vous avez pu le constater tout au long de cette présentation, de nombreuses technologies actuelles sont apparues il y a plusieurs décennies. Ce qui les a rendu si utilisées de nos jours, c'est l'augmentation exponentielle de la capacité de calcul informatique et l'apparition des technologies de calcul en parallèle.

Bibliographie

Voir Bibliographie - Les technologies d intelligence artificielle: une perspective historique

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