b) Le cerveau artificiel

  

      Depuis longtemps, les scientifiques et les chercheurs tentent en vain de reproduire l’activité du cerveau humain pour pouvoir doter le robot d‘un organe équivalent. Seulement, le projet est très ambitieux sachant que le cerveau est l’un des organes les plus complexes du corps humain. En effet, il est le centre nerveux qui assure de nombreuses fonctions de notre organisme : perception de l’environnement, commande motrice, mémoire, … et il est, de plus, constitué d’environ 100 milliards de neurones qui sont les cellules nerveuses assurant la communication. Il n’est donc pas étonnant que cet organe soit difficile à reproduire.

 

 

      Pourtant, il n’est pas impossible que dans quelques années, les androïdes soit doté d’un véritable cerveau artificiel qui ait le même fonctionnement que celui des humains.

 

 

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      Effectivement, en 2005, la société américaine IBM ainsi que la DARPA ont fondé à l’École Polytechnique de Lausanne en Suisse, le projet « Blue Brain » qui a pour objectif de créer un cerveau synthétique par processus de réintroingénierie. D’abord le projet vise à étudier plus profondément l’architecture du cerveau humain afin de pouvoir élaborer un algorithme capable de retranscrire une carte détaillée du cerveau en créant des réseaux de neurones artificiels. En effet, il faut d’abord « comprendre l’intelligence naturelle pour créer une intelligence artificielle ». L’objectif de l’équipe en charge du projet, composée de 35 informaticiens, mathématiciens, biologistes et physiciens du monde entier, est de créer un véritable ordinateur servant de cerveau au robot, qui soit en interaction directe avec le monde réel et notre environnement pour qu’il puisse réagir de façon « humaine ».

 

 

 

 

       Le cerveau électronique que veulent mettre au point les scientifiques de ce projet est un modèle informatique composé d’un réseau de neurones artificiels créé en utilisant aussi bien les domaines de l’informatique, des neurosciences et des nanotechnologies. Ces réseaux de neurones artificiels sont des modèles de calcul inspirés du fonctionnement des neurones biologique. En effet, les chercheurs ont voulu, grâce aux mathématiques et à l’informatique, représenter un neurone biologique. Ils sont ainsi parvenus à créer des neurones « formels » qui fonctionnent comme les neurones du cerveau humain.

 

      Expliquons d’abord brièvement comment fonctionne un neurone biologique.

 

 

 

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 Schéma d'un neurone biologique

 

 

 

      D’abord, un neurone a plusieurs composants : les dendrites, le corps cellulaire ou soma, l’axone et les terminaisons axonales. Les dendrites servent à recevoir les signaux provenant des autres neurones en amont. Ensuite, en fonction de ces signaux qui lui parviennent, le soma va déclencher ou non un signal électrique appelé influx nerveux. Cet influx nerveux va se déplacer le long de l’axone jusqu’aux terminaisons axonales, où il sera communiqué aux autres neurones en aval grâce aux synapses.

 

 

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Comparaison entre un neurone biologique et un neurone formel

 

 

 

    C’est ce principe qui est repris pour les neurones formels. Le neurone artificiel, se comporte lui comme une véritable fonction mathématique à plusieurs variables et à valeurs réelles. Il possède donc plusieurs entrées et une sortie qui correspondent respectivement aux dendrites et à l’axone. A chaque entrée est associée un coefficient numérique (appelé aussi « poids ») car les synapses n’ont pas toutes la même « valeur » (les connexions entre les neurones étant plus ou moins fortes). Les chercheurs ont donc créé un algorithme qui calcul la somme pondérée des entrées du neurone puis applique à cette valeur une fonction. La valeur finale obtenue est la sortie du neurone. Voilà comment fonctionne un neurone artificiel de manière très simplifiée.

 

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 Fonctionnement simplifié d'un neurone formel

 

 

 

  

      Cependant, pour que ces réseaux de neurones artificiels fonctionnent, ils doivent être reliés à des ordinateurs très puissants. Mais, les progrès technologiques réalisés en informatique nous permettent aujourd’hui d’avoir à la disposition des scientifiques des «super-ordinateurs » comme le « Blue Gene » développé par IBM capable d’effectuer 2,28x1013 opérations par seconde avec ses 8 000 processeurs. Grâce à cet ordinateur, le fonctionnement du cerveau humain peut être reproduit même si notre cerveau se rapproche des 2x1014 opérations logiques par seconde. 

 

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 Blue Gene, le super-ordinateur d'IBM

 

 

 

      Toutes ces grandes avancées dans le domaine des neurosciences computationnelles ont permis à l’équipe du projet « Blue Brain » de réaliser d’énormes avancées. C’est ainsi qu’en 2008, les chercheurs sont parvenus à traduire sous forme de données mathématiques, en modélisant 10 000 neurones artificiels connectés entre eux par 30 millions de synapses, une colonne de cortex de cerveau de rat. Cependant le projet est colossal puisque le cortex du cerveau humain contient environ un million de colonnes ! Toutefois, Henry Markram, directeur du projet, a annoncé dans une conférence en 2009 qu’il n’était pas impossible de fabriquer un ordinateur proche du cerveau humain d’ici à 2019.

 

      Malgré la difficulté à concevoir la chose, les androïdes pourraient, un jour, être dotés d’un véritable cerveau artificiel fonctionnant de la même manière que le notre.

Date de dernière mise à jour : jeudi 23 february 2012

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