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Cet ensemble de textes a été conçu à la demande de lecteurs de la revue en ligne Automates-Intelligents souhaitant disposer de quelques repères pour mieux appréhender le domaine de ce que l’on nomme de plus en plus souvent les "sciences de la complexité"... lire la suite

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21 septembre 2013 6 21 /09 /septembre /2013 14:39

Aux sources de la parole. Auto-organisation et évolution


Commentaires par Jean-Paul Baquiast
21/09/2013

Pierre-Yves Oudeyer, directeur de recherche à l'Inria, étudie les mécanismes du développement sensori-moteur, cognitif et social chez l'humain et chez les robots. Suivant une approche multidisciplinaire, où les sciences du numérique par- ticipent à notre compréhension du vivant et de l'homme, il s'intéresse au rôle de l'auto-organisation et de l'apprentissage au cours des interactions entre cerveau, corps et environnement physique et social.

Lauréat du programme européen ERC et du prix Le Monde de la recherche universitaire, il dirige l'équipe Flowers à Inria et à l'Ensta ParisTech, et a été chercheur au Sony Computer Science Laboratory à Paris.

Page personnelle http://www.pyoudeyer.com/AuxSourcesDeLaParole.htm

Présentation du thème du livre par l'auteur http://www.pyoudeyer.com/Article_Cible_P-YOudeyer-v4-1.pdf

Les origines du langage : un champ de recherche florissant

Il y a très longtemps, les humains ne produisaient que des grognements inarticulés.
Or, maintenant ils parlent. La question de savoir comment ils en sont venus à parler
est l'une des questions les plus difficiles qui soit posée à la science. Alors qu'elle a été éludée de la scène scientifique pendant la presque totalité du 20ème siècle, à la
suite de la déclaration de la Société Linguistique de Paris qui la bannit de sa
constitution, elle est redevenue le centre des recherches de toute une communauté
de chercheurs. La diversité des problématiques qui sont impliquées induit une forte
pluridisciplinarité : des linguistes, des anthropologues, des spécialistes de
neurosciences, des primatologistes, des psychologues, mais aussi des physiciens et
des informaticiens.

En effet, l'un des grands axes théoriques de la recherche sur les origines du langage considère qu'un certain nombre de propriétés du langage ne s'expliquent que par la dynamique des interactions complexes des entités qui sont impliquées (les interactions entres les circuits neuronaux, le conduit vocal, l'oreille, mais aussi les interactions des individus qui les portent dans un environnement réel). C'est l'apport de la théorie de la complexité (Nicolis et Prigogine, 1977), développée au 20ème siècle, qui nous a appris qu'il y a de nombreux systèmes naturels dans x systèmes naturels dans lesquels les propriétés macroscopiques sont irréductibles aux propriétés microscopiques. C'est ce qu'on appelle l'auto-organisation.

C'est par exemple le cas des structures fascinantes des nids de termites, dont la forme n'est ni codée ni connue par aucune des termites prises individuellement, mais apparaît de manièreauto-organisée lors de leurs interactions. C'est aussi le cas de la formation des cristaux de glace à partir de molécules d'eau. Or ces phénomènes d'auto-organisation sont souvent compliqués à comprendre ou à prévoir intuitivement, et à formuler verbalement.

C'est pourquoi en plus des linguistes, des psychologues, des anthropologues, des
chercheurs en neurosciences, des généticiens et des physiologistes, les
mathématiciens et les informaticiens/roboticiens ont désormais un rôle crucial dans la recherche des origines du langage. En effet, ils disposent d'outils nouveaux et indispensables pour nous permettre de comprendre les phénomènes d'auto-organisation dans les systèmes complexes. Ils construisent des modèles opérationnels des interactions entre les sous-systèmes impliqués dans le langage. Un modèle opérationnel est un système qui définit formellement l'ensemble de ses pré-suppositions et surtout qui permet de calculer ses conséquences, c'est-à-dire de prouver qu'il mène à un ensemble de conclusions donn
ées.

Il existe deux grands types de modèles opérationnels. Le premier, celui utilisé par les mathématiciens et certains biologistes théoriciens, consiste à abstraire du phénomène du langage un certain nombre de variables ainsi que leurs lois
d'évolution sous la forme d'équations mathématiques. Cela ressemble le plus
souvent à des systèmes d'équations différentielles couplées, et bénéficie du cadre de la théorie des systèmes dynamiques. Le second type, qui permet de modéliser des phénomènes plus complexes que le premier, est celui utilisé par les chercheurs en intelligence artificielle: il consiste à construire des systèmes artificiels implantés dans des ordinateurs ou sur des robots. Ces systèmes artificiels sont composés de programmes qui le plus souvent prennent la forme d'agents artificiels, qu'on pourra appeler robots même s'ils évoluent dans des environnements virtuels, dotés de cerveaux et de corps artificiels. Ceux-ci sont alors mis en interaction dans un environnement artificiel ou réel, et on peut étudier leur dynamique. C'est ce qu'on appelle la « méthode de l'artificiel » (Steels, 199
7).

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En 2003, c'est à dire 10 ans avant la parution de son dernier livre, Aux sources de la parole, nous avions le plaisir de publier une présentation de la thèse de Pierre-Yves Oudeyer, l'auto-organisation de la parole ainsi qu'un long et fructueux entretien avec l'auteur.

Les bases conceptuelles et méthodologiques sur lesquelles s'était appuyé Pierre Yves Oudeyer sont restées très voisines, ce qui prouve l'avance qu'il avait prise sur la pensée scientifique consacrée à l'émergence de la parole chez les humains. On les retrouve dans le livre, ce qui permettra à nos lecteurs de s'en informer en parcourant nos deux articles précités avant d'entreprendre la lecture de l'ouvrage proprement dit. Nous n'aurons en ce qui nous concerne pas besoin d'y revenir dans la présente présentation, puisqu'elles ont été discutées dans ces deux articles.

Le livre, comme il était prévisible, s'appuie sur des travaux de simulation robotique bien plus développés que ceux qui étaient permis à l'époque en travaillant sur les robots de Sony. L'auteur a quitté Sony et à rejoint l'Inria, organisme de recherche publique créé aux origines du Plan Calcul et dédié aux technologies de l'information et de la communication. Il y a mis en application, en liaison avec d'autres chercheurs étudiant la robotique évolutionnaire, ses hypothèses sur l'auto-organisation de la parole en travaillant sur des robots de plus en plus perfectionnés. De tels robots, physiques ou virtuels, sont utilisés par ailleurs aujourd'hui pour la compréhension d'un grand nombre de mécanismes propres au vivant, notamment à la genèse et au rôle du cerveau chez l'homme.

Le livre réunit plusieurs approches assez différentes. La première (chapitre 1 à 3) développe le concept d'auto-organisation et son application au langage et à la parole. La seconde (chapitre 4) rappelle les théories, dont certaines se veulent encore actuelles, concernant les origines de la parole. Ce sont ces théories que le livre propose de remplacer. La troisième approche (chapitres 5,6, 7 et 8) développe en détail des modèles artificiels destinés à renouveller de façon souvent approfondie les théories traditionnelles, à partir de populations de robots interagissant dans divers environnements. Ces développements, à la différence du reste du livre, sont quelque peu techniques, voire mathématiques. Ils n'intéresseront que les spécialistes de la discipline. Le lecteur plus généraliste pourra se limiter à les survoler. La quatrième approche enfin (chapitres 9 et 10) tire les conclusions épistémologiques de ce qui précède, tant concernant les origines du langage (exaptation?) que d'autres comportements plus ou moins complexes intéressant non seulement les humains mais aussi beaucoup d'animaux.

Commentaires

Nous ne reprendrons pas ici les nombreuses questions intéressant la philosophie des sciences que pose le travail très riche de Pierre-Yves Oudeyer. Comme indiqué ci-dessus, le lecteur intéressé les retrouvera dans nos deux articles cités en référence, ainsi que les réponses et compléments de l'auteur. L'ensemble demeure d'actualité.

Par contre, plus de 10 ans après, l'utilisation de la robotique comme outil pour comprendre sinon l'univers entier, du moins le développement de la vie, est de plus en plus à l'ordre du jour. A cet égard nous pouvons considérer, pour l'en féliciter, que Pierre-Yves Oudeyer demeure un des premiers scientifiques français (pour ne pas dire quasiment le seul) qui puisse participer avec les compétences suffisantes au vaste mouvement autour duquel se reconstruiront la plupart des sciences, concernant l' « émergence » d'un cerveau artificiel.

De l'avis général des personnes s'intéressant à l'évolution des sciences et leur impact sur les organisations sociales, trois grandes révolutions, déjà en cours, se préciseront dans les prochaines décennies. Il s'agit de trois domaines se développant à grande vitesse, sous la pression d'investissements tout autant militaires que civils: le cerveau artificiel distribué, la biologie synthétique et la prise en compte du rôle des « bits quantiques » dans les mécanismes modélisés par les sciences macroscopiques. Dans les deux premiers, pour nous limiter à eux, ce que l'auteur appelle la méthode de l'artificiel joue un rôle particulièrement déterminant. Il s'agit d'utiliser des populations d'entités robotiques de plus en plus complexes et autonomes pour comprendre d'abord, reproduire et étendre ensuite les phénomènes que nous pouvons observer dans le monde naturel.

Le travail de Pierre-Yves Oudeyer en donne un excellent exemple. Appliqué au langage, nous pensons pour notre part qu'il ne se borne pas à mieux faire percevoir es sources de la parole. Il devrait permettre, s'il était développé et étendu, d'introduire de la parole intelligible dans des entités constituées de machines, d'automates et de réseaux algorithmiques qui en sont dépourvues. Cette parole sera d'autant plus intéressante qu'elle ira bien au delà des paroles que peuvent échanger les humains connectés à ces artefacts. Il s'agira de contenus perceptifs et cognitifs tout à fait originaux.

En fait, ces machines et réseaux disposent déjà de volontés organisées autour de processus de conquête plus ou moins spontanés, comme le montre le développement aujourd'hui exponentiel d'entreprises dont Google est l'exemple le plus éclatant, ou de systèmes d'armes dits intelligents, utilisant par exemple des drones de diverses catégories – pour ne pas mentionner, dans un autre domaines, les ambitions des religions de conquête se déversant sur le web. Ces processus s'expriment déjà par des langages et des paroles. Mais les humains ordinaires ne les comprennent pas et, a fortiori, sont incapables d'intervenir dans les échanges pour tenter de les influencer...ceci d'autant plus que, pour des raisons de compétitivité commerciale ou de secret défense, les sources permettant de les analyser ne sont pas facilement disponibles.

Il serait pourtant indispensable de le faire, pour de simples raisons tenant aux équilibres politiques et à la survie de la démocratie. Si les humains ordinaires ne sont pas capables de décrypter les langages des nouveaux pouvoirs, la démocratie déjà bien compromise disparaîtra rapidement. On dira que, au moins dans les pays occidentaux, des myriades de sociologues et politologues analysent déjà les langages utilisés par les pouvoirs politiques et économiques. Mais ils le font avec des outils classiques, qui ne permettent pas d'identifier ou analyser les paroles et les processus langagiers de ceux qui s'efforcent de nous dominer. Il serait impératif dans ces conditions que des myriades de spécialistes des systèmes artificiels et de leurs échanges, formés à l'école dont Pierre-Yves Oudeyer est un des meilleurs représentants français, prennent le relais, en coopération d'ailleurs avec les analystes plus classiques qui se formeraient à cette occasion.

Malheureusement, en Europe et a fortiori en France, il apparaît que nous serions loin de pouvoir mettre en oeuvre de telles études. D'une part, les compétences universitaires, comme le montre la bibliographie du livre, ne dépassent pas quelques dizaines d'individus. D'autre part les crédits qui seraient nécessaires pour faire apparaître les « sources » et les générateurs des nouvelles paroles politiques visant à nous contrôler sont quasi inexistants. Les financements comme nous l'avons indiqué, restent essentiellement militaires, sous l'égide de la Darpa, agence du département de la défense et de la NSA, aux Etats-Unis ou - ce qui ne vaut pas mieux - dans le cadre des financements considérables consentis par les entreprises américaines du web pour conquérir les milliards de cerveaux humains connectés à Internet et au téléphone portable.

C'est pourquoi nous pensons, pour en revenir au livre de Pierre-Yves Oudeyer, qu'il est un peu triste de penser que, comme nous le prévoyions (peut-être à tort), l'essentiel de ses lecteurs se borneront à survoler sans les comprendre en profondeur les chapitres consacrés à « la méthode de l'artificiel ». Ce n'est pas un reproche que nous faisons à l'auteur. Il n'est pas responsable de l'incompétence de la plupart d'entre nous dans ces domaines. C'est un reproche au système éducatif français qui n'a pas encore perçu l'importance véritablement politique de ces questions.

A lire
Présentation de la thèse de Pierre-Yves Oudeyer, l'auto-organisation de la parole http://www.automatesintelligents.com/labo/2003/dec/pyo.html et entretien avec l'auteur http://www.automatesintelligents.com/interviews/2003/dec/pyoudeyer.html

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commentaires

jean-Paul Baquiast 23/09/2013 11:55

Bonjour à tous. Ma recension du livre de Pierre Yves Oudeyer a été complétée à la demande de l’auteur. On trouve la nouvelle version à l’adresse précédente http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2013/139/oudeyer.htm

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