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Dossier
Les coopérations entre
la robotique et les sciences émergentes
Vers le robot augmenté
ou le post-robot.
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 28/07/2008
Ce
dossier fait suite à ceux déjà présentés,
dans le précédent numéro et consacrés
à l'IA et à la robotique autonome(1).
Nous avions dans d'autres numéros examiné à
plusieurs reprises les apports des sciences et technologies
dites émergentes et convergentes au développement
de ces deux disciplines. Il s'agit de rapports aussi étroitement
et réciproquement imbriqués que ceux déjà
entretenus entre ces sciences et l'informatique. Les questions
philosophiques et politiques posées par ces rapports
déborderont largement les domaines de l'informatique,
de l'IA et de la robotique.
Avec
les progrès de la robotique et des interfaces hommes-machines
en résultant, nombre d'observateurs estiment que nous
sommes entrés dans l'ère de l'homme augmenté
(enhanced) ou du post-humanisme. Nous suggérons
qu'il convient de faire la même hypothèse concernant
les robots. Les différentes "augmentations"
dont ils bénéficieront prochainement du fait
des autres sciences, annoncent l'ère du robot augmenté
ou du post-robotique... ceci au regard de la conception traditionnelle
que l'on se fait encore du robot.
1.
Les prothèses corporelles et mentales associant robots
et organismes vivants au sein de "cyborgs".
Comment définir un cyborg ? Est-ce un homme ou un animal
doté de prothèses robotiques ? Est-ce un robot
incorporant des composants biologiques ? Le choix entre ces
deux solutions dépendra, comme en ce qui concerne le
pâté d'alouette, de l'importance des parts prises
par l'artificiel et le vivant dans le produit final. Les cyborgs
humains de demain (ou leurs prototypes ludiques ou expérimentaux
d'aujourd'hui) incorporent de nombreux ajouts de type artificiel
sous forme de greffes diverses. Ils font également
appel à de nombreuses drogues ou stimulants complétant
les ressources d'ores et déjà abondantes de
la pharmacopée et de l'industrie. On peut craindre
que beaucoup des comportements en résultant soient
jugés asociaux dans les sociétés policées,
et soumis à la répression des autorités
chargées de la prévention des grandes pathologies
et du suicidaire. Mais, dans une approche plus darwinienne
de l'évolution sociale, on peut les considérer
comme les manifestations d'une heuristique inconsciente visant
par essais et erreurs à susciter des mutations éventuellement
fondatrices
Tous
les cyborgs ne seront pas agressifs, loin de là. En
ce qui concerne cependant les relations de la robotique avec
les comportements, déviants ou non, des cyborgs, il
faudra prendre garde au fait que ces comportements pourraient
influencer des robots autonomes à la recherche de modèles.
Ils provoqueraient chez eux des réactions imprévues
qui se répercuteraient sur l'ensemble de la société.
Mais de tels risques existent déjà. Un militaire
ou un chercheur sous l'empire de la drogue, plus banalement
même un automobiliste sous imprégnation alcoolique
ou hallucinogène, peut se révéler une
redoutable machine à tuer. Le véhicule plus
ou moins robotisé que pilote ce dernier peut difficilement
échapper à son influence.
2. Les réseaux intelligents (cerveau dit global)
La
littérature mondiale sur ce sujet est immense. Dès
les origines du web, on a voulu y voir l'équivalent
d'un cerveau biologique, disposant de neurones individuels
dotés d'une autonomie locale (pro-activité),
reliés par des canaux interneuronaux plus ou moins
denses en fonction de la fréquence des trafics, et
s'organisant autour de centres serveurs eux-mêmes distribués,
sans contrôle hiérarchique central. La génération
de contenus informationnels circulants sur le réseau
dans une compétition relative a par ailleurs été
comparée à celles des idées crées
par des cerveaux individuels et échangées par
les outils de la communication sociale. On s'est demandé
enfin si les virus informatiques, dont l'apparition et la
prolifération éventuelles sur le web ressemblent
beaucoup aux modes d'action des virus biologiques, ne seraient
pas l'indice d'un début d'autonomisation de la part
de certains éléments du web lui-même considéré
comme un cerveau global.
Il est certain que la réflexion sur les réseaux
artificiels, que ce soit ceux du web, des simples communications
téléphoniques et postales ou des échanges
de trafic entre centres urbains, présente beaucoup
d'intérêts pour les neurologues. Ils peuvent
ainsi mieux comprendre les échanges entre composants
cellulaires du cerveau. Mais la question qui nous intéresse
ici est un peu différente. Un réseau comme le
web et plus généralement tous 
lesréseaux
électromagnétiques reliant les humains peuvent-ils
donner naissance à desrobots numériques qui
prendraient de l'autonomie par rapport aux utilisateurs humains
de ces réseaux, quitte à éventuellement
se retourner contre eux ? Une autre façon de poser
la question consiste à se demander si des robots autonomes
connectés au web, comme beaucoup le seront, pourraient
profiter de ces connexions pour se regrouper, renforcer leurs
autonomies et devenir de plus en plus indépendants
des humains, voire hostiles.
 
 |
|
Ces
deux questions sont un peu différentes, mais se
complètent. La première consiste à
se demander si un réseau comme le web pourrait
s'auto-structurer en entités virtuelles acquérant
des corps, des organes d'entrée sortie et des cortex
associatifs virtuels les transformant en véritables
entités artificielles. De telles entités
pourraient alors se développer et se complexifier
dans le cadre d'une compétition darwinienne ressemblant
à celles que les méméticiens croient
déceler entre mèmes et mèmesplexes
dans les actuels systèmes sociaux(2).
Nous pensons qu'en théorie, rien n'interdit de
penser que cette situation se produise. Nous avons vu,
en étudiant l'IA, que de nombreux programmes auto-générateurs
et auto-complexificateurs existent déjà.
Leur population pourrait s'étendre, si un monde
du virtuel et des réseaux en pleine expansion leur
offrait un terrain favorable. Ceux qui s'intéressent
à la détection d'éventuelles formes
de vie et d'intelligence extra-terrestre les rechercheront
d'abord sous de telles formes. Les tenants d'une vie terrestre
post-biologique pensent également que celle-ci
pourrait émerger spontanément sur des réseaux
automatisés, en se superposant à la vie
biologique. |
L'opacité du monde des réseaux contemporains,
dont la complexité n'est analysable qu'en termes statistiques
globaux, incite certains observateurs à penser que
des centres de décision autonomes, échappant
aux humains, sont déjà en cours d'émerger
sur le web. La puissance des moteurs de recher
che,
le caractère touffu des réseaux de serveurs,
pourraient favoriser la naissance discrète de telles
entités. Nous pensons pour notre part que rien, pour
le moment, ne semble justifier de telles hypothèses.
Ces entités se révéleraient très
vite par des manifestations explicites suscitant des résultats
«aberrants» dont l'on ne manquerait pas d'analyser
les causes, comme on le fait des multiples «bugs»
générés en permanence par les systèmes
actuels. Il faut davantage craindre les pouvoirs politiques
ou économiques s'infiltrant sciemment et discrètement
sur le web pour contrôler les comportements et pensées
de ses usagers. Nous sommes alors là en terrain plus
connu.
La
seconde question, concernant les «augmentations»
que les robots pourraient acquérir en étant
branchés sur le web (voire se branchant spontanément
sur le web), est beaucoup plus actuelle. Nous avons déjà
indiqué qu'un robot autonome de demain, disposant d'une
connexion permanente sur Internet, capable d'interroger les
différents moteurs de recherches, bases d'images et
de connaissances y figurant, deviendrait dans les relations
quotidiennes ou professionnelles avec les humains, un compétiteur
redoutable. Le web fera de tels robots ce que l'on pourrait
nommer des post-robots, de même que le web a fait incontestablement
de nous des post-humains, par comparaison avec les humains
des sociétés traditionnelles. Ces facultés
pourraient être exploitées par les humains. Ils
utiliseraient alors les robots et les IA associées
comme de super- machines à inventer, grâce à
leur puissance dans la recherche d'idées et dans la
génération d'hypothèses. Ils s'éviteraient
ainsi le mal de collationner eux-mêmes des informations
et de les regrouper en modèles heuristiques. Si les
humains prenaient prétexte de l'assistance des robots
pour s'éviter de penser, ce serait grave. C'est un
reproche que l'on fait déjà aux addicts de la
télévision.
Nous croyons cependant que, pour le moment, le risque est
faible, sinon inexistant. Les cerveaux humains sont ainsi
faits que, dans des corps bien portants, ils ne se laissent
pas submerger par l'afflux d'idées neuves. Au contraire,
ils les retraitent spontanément pour en extraire des
idées nouvelles enrichies. Rien n'est pire que l'isolement
sensoriel et informationnel pour la santé du cerveau.
Si les robots de demain devenaient capables d'explorer, non
seulement de nouveaux espaces physiques, mais de nouveaux
espaces théoriques, ils apporteraient beaucoup à
la cognition collective.
3. Les univers virtuels ou de
synthèse
Nul
n'ignore l'importance que prend désormais ce que l'on
nomme en simplifiant la réalité virtuelle dans
la création artistique, la recherche scientifique,
les pratiques professionnelles et plus généralement
la vie quotidienne. On peut la définir simplement comme
une technique consistant, grâce à des algorithmes
mathématiques et informatiques, à reproduire
sur un écran des univers et des entités en 3
dimensions semblables ou au contraire très différents
de ce que nous rencontrons dans le monde réel. La plupart
des créatures du monde virtuel prennent l'apparence
d'animaux ou d'êtres humains avec lesquels les humains
proprement dits ont la possibilité d'interagir. On
pourrait penser qu'il n'y a pas lieu ici de les distinguer
des robots. Ils posent les mêmes questions que ces derniers
quant aux possibilités d'introduire dans les sociétés
humaines traditionnelles des agents artificiels dotés
d'aptitudes à l'autonomie, face auxquels les individus
et les groupes devront mieux définir leurs spécificités,
s'ils en ont. Leur autnomie dans notre monde physique quotidien
est par contre infiniment moindre, puisqu'ils ne peuvent pas
(encore) se détacher des écrans.
Nous
ne détaillerons pas ici les différentes techniques
permettant de construire un monde virtuel et y interfacer
un être humain en lui donnant l'impression qu'il y perçoit
et agit de manière naturelle : perception en 3 dimensions,
immersion sensori-motrice (systèmes «haptiques»),
interaction en temps réel, etc. Ces techniques sont
des développements de ce qui a été fait
à plus petite échelle dans le multimédia
éducatif et ludique ou dans les simulateurs industriels,
destinés notamment à la formation des pilotes.
La conjonction de ces techniques conduit tout naturellement
à la réalité dite "augmentée"
("augmentée" dans la mesure où elle
utilise les techniques du virtuel puisque toute réalité,
en principe, peut-être dite augmentée par celui
qui la perçoit avec un instrument quelconque). On aboutit
à la "télé-présence"
ou "sortie du corps", qui n'ont pas là de
dimension mystique, mais signifient simplement que l'expérimentateur
est complètement détaché par le système
des pesanteurs de sa cognition habituelle.
Un
auteur comme Denis Berthier (Méditations
sur le réel et le virtuel, Collection Impact des nouvelles
technologies, L'Harmattan 2004) s'est attaché à
étudier ce qu'il appelle le "clonage de l'univers
semiotico-cognitif'" réalisé par l'IA appliquée
à la création virtuelle. Il ne faut plus désormais
distinguer les modèles mobilisant les perceptions sensorielles
de ceux s'adressant, via les agents de l'IA, aux contenus
de connaissance, c'est-à-dire à «l'univers
des signes, des savoirs et de la raison". Cette
IA aboutit à une augmentation sémiotico-cognitive
du réel, qui duplique ou complète l'augmentation
sensorielle permise par le virtuel. Ainsi par exemple le robot
peut-il être considéré comme l'habillage
perceptible par les sens d'un agent virtuel opérant
dans notre monde, c'est-à-dire être considéré
comme une augmentation sémiotico-cognitive du réel
aisément perceptible du fait de son aspect humanoïde.
La
réalité virtuelle, qui elle aussi est dite «augmentée»,
pose à grande échelle la question de la prolongation
des capacités sensorielles des organismes biologiques
par divers moyens artificiels. On sait que le cerveau, s'il
ne dispose pas de repères extra-sensoriels, peut se
montrer incapable de distinguer entre un monde réel
et un monde virtuel. Il n'y a là rien d'étonnant,
si les messages en provenant sont identiques ou quasi identiques.
Faut-il alors s'en inquiéter ou s'en réjouir.
Le risque vient de ce que, aussi parfaite que soit l'imitation
du réel par le virtuel, cette imitation ne peut à
elle seule embrasser les infinis aspects de l'univers réel.
Elle concentre l'attention sur une toute petite lucarne en
la détournant des risques et opportunités du
monde réel. Le cerveau infecté par le virtuel
vit alors dans une étroite bulle au sein de laquelle
il finira par dépérir.
Les
films en réalité virtuelle, comprenant ou non
des acteurs réels, donnent une bonne idée de
la philosophie qui sous-tend la cosmogonie des mondes virtuels
dans la production cinématographique et les jeux vidéo
: notamment la difficulté à distinguer le virtuel
du réel, la dimension mythique voire mystique de l'histoire,
la récursivité de la virtualité c'est-à-dire
le fait qu'un monde virtuel donne accès à un
autre. Ils permettent d'étudier aussi les répercussions
de la fréquentation des mondes virtuels sur les personnalités
des personnages. Celle-ci se traduit par la difficulté
à sortir du monde dans lequel ils sont immergés,
la compulsion à faire certaines actions, pouvant aller
jusqu'à un "verrouillage" dans le virtuel,
selon le mot de Denis Berthier qui est un peu à l'image
du verrouillage que subit le spectateur. D'une façon
générale, on retrouve l'idée qu'il est
difficile, sinon impossible de faire la preuve de ce qu'un
phénomène est réel face à son
double virtuel. Certains physiciens ont émis l'hypothèse
que nous ne serions nous-mêmes, dans notre monde supposé
réel, que des acteurs virtuels verrouillés dans
un univers créé par des intelligences émanant
d'un super-univers extérieur à nous.
Ces
films ou jeux vidéo, malgré leur apparente diversité
foisonnante, posent la question, importante de l'aptitude
qu'ont ou non les auteurs à imaginer des mondes virtuels
véritablement innovants. Nous avons un peu l'impression
qu'ils se répètent tous en exploitant un effet
de mode. Au début, le caractère original de
ces films leur a permis de créer leur public, en faisant
sensation. Mais se renouvellent-ils aujourd'hui ? On retrouve
dans ces films le même défaut qui a frappé
les films et série de science-fiction présentant
des robots, chaque nouvelle œuvre semblant un remake
de StartTrek. De plus, l'originalité n'est-elle pas
finalement plus dans la forme que dans le fond. Les thèmes
sont transposés du vieux fond, mélange de mystique,
de préjugés et de manque d'ouverture aux autres
sociétés, qui se retrouve depuis une cinquantaine
d'années dans toutes les formes d'expression de la
société américaine, roman et cinéma
notamment. La question nous semble plus importante qu'il ne
paraît. Pourrait-on inventer, ou plutôt voir apparaître
un virtuel qui remette radicalement en cause les croyances
et certitudes intellectuelles établies ? Sans doute
pas, si dans ce domaine comme dans tous les autres de la création,
on veut rester fidèle à des convenances qui
sont, pense-t-on, le prix à payer pour réaliser
un chiffre d'affaires suffisant.
Cette
contrainte peut expliquer, en partie, la difficulté
à faire, au moins dans ces films, la différence
entre le réel et le virtuel. ‘est qu'il s'agit
un peu du même monde. Si l'on était capable de
laisser des agents autonomes (comme le seraient par exemple
des extraterrestres, ou des animaux), nous proposer des versions
virtuelles de leur monde à eux, peut-être pourrions
nous identifier des logiques radicalement différentes
à l'œuvre. Techniquement, c'est aujourd'hui impossible.
Cependant, si on considère que la sphère du
virtuel s'étend ou à vocation à s'étendre
bien au-delà de la cognition humaine actuelle, il faut
garder cette idée en tête.
Les
raisons de la difficulté à distinguer le réel
du virtuel s'expliquent en partie, avons-nous indiqué,
par le fait que le réel et le virtuel émettent
des messages sensoriels voisins, que notre cerveau n'a pas
la possibilité de distinguer. On en a eu la preuve
depuis longtemps en étudiant les images produites par
un miroir, ou diverses illusions d'optique. Mais alors se
pose la question de la consistance de ce que nous appelons
le réel. Pour la philosophie scientifique moderne,
il n'existe pas des entités réelles en soi ou
ontologiques, indépendantes de l'homme, que celui-ci
pourrait observer en se situant en dehors d'elles. Tout pour
lui se traduit par des représentations internes à
son cerveau, qui font l'objet de traitements différents
selon l'expérience de chacun. Il est donc important
de se rendre compte que les garde-fous mis par le bon sens
traditionnel, permettant de ne pas confondre le réel
et l'imaginaire, les choses et leurs apparences, sont en train
de disparaître. Il faudra vivre dans un monde tout différent,
dont les contours apparaissent à peine.
Une
deuxième question vient dans la suite de celle-ci.
Est-il possible de distinguer le virtuel du potentiel. On
répond généralement par la négative.
Le virtuel vise très souvent à présenter
des univers futurs, probables ou improbables, comme s'ils
étaient réels. Il fait tout pour empêcher
de les distinguer du réel. Il construit de véritables
«hallucinations» qui risquent d'enfermer en elles-mêmes
ceux incapables d'en sortir. Mais n'y a-t-il pas là
un élément favorable au renouvellement de notre
monde quotidien ? Les scénarios explorant des mondes
virtuels qui soit n'existent pas encore, soit même paraissent
aujourd'hui impossibles ne vont-ils pas créer les conditions
favorables à leur réalisation, dans le sens
où l'on dit que ce que l'homme imagine finit toujours
pas se réaliser ?
Beaucoup
de prévisionnistes, nous l'avons vu, envisagent le
développement exponentiel des moyens de calcul, qui
se traduira par le développement lui-même exponentiel
des applications faisant appel au virtuel. Ceci s'accompagnera
de la possibilité croissante d'interagir directement
avec les cerveaux, dans les deux sens, soit pour créer
des illusions sensorielles et cognitives, soit pour donner
une consistance matérielle aux créations de
l'imaginaire. Il paraît indéniable que, sauf
catastrophe dans le développement technologique, ces
perspectives se réaliseront un jour, peut-être
même dans la première moitié de ce siècle.
Dans quels mondes vivrons-nous alors ? Les gens préféreront-ils
voyager dans des paysvirtuels, reproduction ou non de pays
réels, plutôt qu'aff
ronter
les frais et les risques du tourismesur une planète
surpeuplée et agressive. Préférera-t-on
fréquenter des partenaires artificiels, humains ou
animaux, si ceux-ci offrent autant de ressources que des êtres
vivants, sans imposer leurs contraintes ? On serait tenté
de répondre par l'affirmative, quand on voit la préférence
déjà affichée par beaucoup de nos contemporains
pour l'illusion. Nous avons effleuré cette question
à propos des robots utilisés comme des partenaires
de jeu ou de sexe, d'autant plus facilement qu'ils seront
de plus en plus capables d'autonomie.
On
peut répondre à cette question en rappelant
que l'homme a toujours construit sa niche dans l'univers en
combinant inextricablement les ressources offertes par son
organisation biologique, les constructions cognitives de son
cerveau, les ressources de ses moyens de computation et finalement
la mise en place de mondes virtuels s'enracinant dans un réel
dont on ne peut rien dire, sauf qu'il paraît riche d'infinies
possibilités (réel symbolisé aujourd'hui
par le concept de vide quantique). Plus généralement,
le monde dans lequel nous vivons serait fait d'une intrication
permanente entre le quantique, le cognitif, le biologique
et le virtuel, dont la pensée humaine contemporaine
devra inévitablement tenir compte. Ceci d'autant plus
qu'en tous ces domaines se manifeste un aspect fondamental
de la rétroaction homme-machine : le prétendu
clonage modifie l'original.
4. Les hybrides robots-vivants
génétiquement modifiés
Avec les manipulations génétiques, nous retrouvons
des perspectives proches de celles de la robotique : la possibilité
de créer des entités réelles qui seraient
proches bien que différentes des humains et des animaux
actuels. Par contre, ces entités ne seraient pas artificielles
(à base de composants non biologiques). Au contraire,
elles appartiendraient au monde biologique, mais à
une biologie détournée des voies évolutives
jusqu'ici suivies par la vie sur Terre. Ces détournements
seront le fait des sociétés
humaines poursuivant différents buts : l'intérêt
économique, la curiosité scientifique et plus
généralement la volonté d'intervenir
dans des mécanismes jusque là réputés
s'étendre dans des domaines jusque là considérés
comme inabordables ou ne devant pas être abordés.
Les manipulations génétiques auront un autre
point commun avec la robotique. Elles permettront de créer
des hybrides entre le vivant et le robot qui augmenteraient
éventuellement considérablement les domaines
d'action de l'un et de l'autre. Il en résulterait en
effet des symbioses qui pourraient bénéficier
des qualités respectives de chacun des ordres pour
se développer dans le domaine d'action naturel de l'autre.
On sait qu'il existe dé
jà
de nombreuses expériences visant à implanter
des électrodes ou des puces électroniques dans
les cerveaux d'hommes et surtout d'animaux. Des recherches
militaires assez poussées visent actuellement, par
cet intermédiaire, à «piloter» des
mammifères, des oiseaux voire des insectes afin de
leur faire accomplir des missions offensives ou de surveillance.
Mais les animaux ainsi transformés restent en général
sous le contrôle d'opérateurs humains. Le temps
n'est pas loin cependant ou, grâce à la miniaturisation,
il sera envisagé de remplacer une partie de leurs fonctions
cérébrales par de véritables robots autonomes.
Cependant, les animaux ainsi «utilisés»,
« détournés », souffriront de diverses
incapacités naturelles que des généticiens
essaieront de pallier grâce à des manipulations
génétiques. De plus en plus, les rec
herches
en ce domaine s'intéressent à la possibilité
de réaliser des hybrides ou chimères entre individus
d'espèces voisines ou même différentes
visant à cumuler dans une même espèce
au génome artificiellement modifié les qualités
des espèces parentes. De tels animaux nouveaux, que
l'on considérera très facilement comme du matériel
de laboratoire, pourront se voir greffer des composants robotiques
plus ou moins intrusifs. On aboutira à des résultats
qui seront, selon la proportion des composants biologiques
et artificiels, soit des animaux robotisés soit des
robots animalisés.
Le génie génétique n'envisage pas encore,
pour des raisons éthiques, de procéder à
des hybridations véritables entre animaux et hommes.
Par contre, nous l'avons vu, les "augmentations"
de capacité offertes aux humains par l'apport de compléments
chimiques ou robotiques sont considérées en
général comme ne posant pas de trop graves problèmes.
Ceci tant que ces ajouts n
'ont
pas d'influence sur les génomes reproducteurs et ne
risquent dont pas de modifier l'espèce humaine en profondeur.
Cependant, là encore, le génie génétique
a commencé à proposer des méthodes permettant
d'éliminer l'expression de gènes supposés
apporter des invalidités ou maladies chez le sujet
adulte. On le fait et on le fera de plus en plus aussi chez
l'embryon, pour prévenir la naissance de sujets jugés
non désirables. Certains parents enfin réfléchissent
sérieusement à l'intérêt que représenteraient
des interventions sur leurs propres systèmes reproducteurs
afin d'éliminer d'emblée des gènes «nuisibles»
ou d'y introduire des gènes «souhaitables».
Tout ceci, on le sait relève encore d'acrobaties médicales
et n'offre aucune garantie de résultats. Mais il ne
faut pas se bercer d'i'illusion. Ce que la génétique
et la biologie associée pourront faire pour «améliorer»
l'espèce humaine, ou certains de ses représentants,
sera certaniement fait un jour, à plus ou moins grande
échelle. On verra donc s'imposer la tentation de réaliser
des hybrides biologico-robotiques, non plus cette fois avec
des animaux mais avec des humains. Ces hybrides, contrairement
aux «hommes augmentés» actuels, seront
dotés de qualités génétiquement
programmées leur permettant de coexister durablement
et utilement avec des robots. Ceci pour le plus grand bénéfice
supposé des deux espèces concernées,
l'humaine et l'artificielle.
De telles évolutions, évoquées aujourd'hui,
soulèvent en général l'indignation. Mais
seront-elles décidées «volontairement»
par des chercheurs ou des entrepreneurs sachant très
bien sur quel terrain glissant ils s'avancent et soucieux
de respecter des limites d'ordre éthique ? Seront-elles
au contraire engagées au hasard, sans finalités
affichées et sans souci des suites possibles, en prolongement
des processus évolutifs subis par la Terre depuis qu'elle
est stabilisée sur son orbite. Nous pensons que cette
seconde hypothèse est la plus probable. Cependant,
rien n'exclut aujourd'hui que parmi de tels organismes mutants
apparaissent certaines forces capables d'influencer l'évolution
globale, dont l'action régulerait certains comportements
anarchisants susceptibles de détruire complètement
les écosystèmes.
5.
Le vivant artificiel ou synthétique
On
désigne par ce thème les expériences
visant, non plus à intervenir sur les génomes
des espèces vivantes afin de créer de nouvelles
variétés ou espèces, mais à créer
avec des composants entièrement artificiels des entités
qui se comporteraient de façon plus ou moins fidèle
comme des vivants. On dira que c'est bien l'objectif de l'IA
depuis les années 1970 (avec par exemple le Jeu de
la Vie de John Conway utilisant des automates cellulaires(3)).
C'est très exactement aussi, avec des moyens autrement
puissants, l'ambition de la robotique. En fait, on désigne
par biologie synthétique une démarche apparemment
à la fois plus simple et plus compliquée. Elle
consiste à faire travailler ensemble des molécules
ou atomes appartenant à la chimie minérale et
non à la biochimie, afin de recréer des entités
artificielles ayant exactement les propriétés
de la vie au niveau le plus fin, celui de la cellule et de
ses composants (par exemple les ribosomes).
Les recherches sur la vie synthétique ont toujours
intéressés les biologistes cherchant à
connaître le fonctionnement des systèmes vivants
naturels. L'espoir à plus long terme est de réussi
une synthèse de la vie. Une manière simple et
directe de vérifier notre compréhension actuelle
des mécanismes du vivant est de construire un exemplaire
(ou une version) d'un système selon notre compréhension
de ce dernier. Le travail avant-gardiste de Michael Elowitz
du Caltech est un bon exemple d'une telle approche. Michael
Elowitz avait élaboré un modèle du fonctionnement
de l'expression génétique dans les cellules
vivantes. Pour le vérifier, il construisit un morceau
d'ADN selon son modèle, le plaça dans les cellules
vivantes et observa les résultats. De tels travaux
utilisent beaucoup de mathématiques pour prédire
et étudier les dynamiques des systèmes biologiques
avant de les construire de manière expérimentale.
Les systèmes biologiques sont des systèmes physiques
composés de matériaux chimiques. Il y a environ
cent ans, la chimie passa de l'étude des matériaux
chimiques naturels à la conception et l'élaboration
de nouveaux matériaux chimiques. Cette transition inaugura
le domaine de la chimie de synthèse. Certains aspects
de la biologie de synthèse
peuvent être vus comme une extension et une application
de la chimie de synthèse à la biologie, allant
jus
qu'à
créer de nouveaux matériaux biochimiques pouvant
non seulement éclairer les origines de la vie sous
sa forme actuelle mais proposer de nouvelles formes de vie
biologique De nombreux travaux américains explorent
avec succès ces perspectives.
Les ingénieurs pour leur part voient la biologie comme
une technologie. La biologie de synthèse(4) inclut une
large redéfinition et extension de la biotechnologie,
avec le but ultime d'être capable de concevoir et construire
des systèmes biologiques fabriqués qui traitent
l'information, manipulent les éléments chimiques,
produisent de l'énergie, fournissent de la nourriture
et maintiennent et améliorent la santé humaine
et l'environnement. Un des aspects qui distingue la biologie
de synthèse de l'ingénierie génétique
traditionnelle est son souci de développer des technologies
fondamentales rendant l'ingénierie biologique plus
facile et plus fiable. Les «réécrivains»
sont des biologistes synthétiques souhaitant vérifier
l'idée que, puisque les systèmes biologiques
naturels sont si compliqués, nous ferions mieux de
reconstruire le système naturel qui nous intéresse
à partir de zéro, afin de fournir des produits
plus faciles à comprendre et avec lesquels l'interaction
serait plus facile.
Concernant l'avenir de la robotique, on voit que la biologie
synthétique ne présente pas les inconvénients
éthiques ou les difficultés scientifiques obligeant
à réaliser des symbioses viables entre de l'artificiel
ou du biologique. On peut très bien envisager de doter
les robots de demain de corps exploitant les propriétés
de la biologie synthétique et leur permettant d'interagir
plus facilement avec les humains et les animaux. Ces interactions
pourraient avoir des finalités thérapeutiques.
Plus généralement, elles poursuivraient l'objectif
de faire apparaître des robots compagnons beaucoup plus
acceptables par les sociétés humaines traditionnelles
et plus efficaces qu'ils ne sont actuellement.
On devra cependant se poser la question des risques pouvant
éventuellement résulter de la mise en circulation
dans nos écosystèmes de robots biosynthétiques
pouvant se reproduire par emballement. Ces risques sont aussi
à rendre en considération concernant les relations
entre la robotique et les nanotechnologies.
6. Les nanomatériaux
et nano-objets
Les
nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être
définies comme l'ensemble des études et des
procédés de fabrication et de manipulation de
structures, de dispositifs et de systèmes matériels
à l'échelle du nanomètre (milliardième
de mètre). Dans ce contexte, les nanosciences sont
l'étude des phénomènes et de la manipulation
de la matière aux échelles atomique, moléculaire
et macromoléculaire, où les propriétés
(physico-chimiques) diffèrent sensiblement de celles
qui prévalent à une plus grande échelle.
Les nanotechnologies, quant à elles, concernent la
conception, la caractérisation, la production et l'application
de structures, dispositifs et systèmes par le contrôle
de la forme et de la taille à une échelle nanométrique.
On considère très généralement
aujourd'hui que les nanosciences ouvrent des perspectives
considérables aux sciences de l'ingénieur et
à la robotique, en permettant soit de réaliser
de nanomachines ou nanorobots capables d'opé
rer
par exemple à l'intérieur du corps, soit d'obtenir
des matériaux de grande résistance (par exemple
des nanotubes de carbone) offrant une grande résilience
pour la réalisation des éléments physiques
des robots. Nous pensons que ces perspectives sont intéressantes
mais que pour le moment elles relèvent encore de la
recherche fondamentale. Il est difficile de concevoir des
nanorobots, faits d'une ou plusieurs nanoparticules, si l'on
ne sait pas comment les doter de propriétés
les rendant aptes aux opérations logiques.
La presse confond souvent à cet égard les nanomachines
avec des machines travaillant à l'échelle micro-électronique,
les MEMS. Un MEMS ou microsystème électromécanique
comprend un ou plusieurs éléments mécaniques,
utilisant l'électricité comme source d'énergie,
en vue de réaliser une fonction de capteur et/ou d'actionneur
avec au moins une structure présentant des dimensions
micrométriques. Issus de la technologie de la micro-électronique,
les MEMS font appel pour leur fabrication appel à ces
dernières, lesquelles permettent une production à
grande échelle.. Leurs applications sont désormais
nombreuses, notamment en robotique.
L'avenir des nanotechnologies en robotique 
repose
sur la capacité d'utiliser les nanocomposants non de
façon isolée maisen essaims de millions d'unités
de base. Ces essaims pourraient alors se comporter comme des
robots macroscopiques, disposant de corps et d'unités
logiques leur permettant d'agir de façon coordonnée.
Des applications militaires ou spatiales (smart dust) sont
déjà à l'étude. De tels essaims
pourraient en effet survivre sans les contraintes des organismes
biologiques et préfigurer des formes de vie et d'intelligence
en milieu hostile ou extraterrestre.
On sait que les chercheurs s'intéressent par ailleurs
aux possibilités de l'ingénierie moléculaire.
Certaines nanomolécules pourraient se reproduire spontanément,
sur un mode quasi biologique. La science fiction a exploité
des scénarios selon lesquels des nuages de nanomatière
dotés de propriétés organiques pourraient
envahir notre environnement (grey goo). Dans une
perspective plus concrète, il s'agirait d'une formule
permettant d'obtenir des robots auto-réplicants susceptibles
de coloniser le système solaire. Le risque d'un emballement
mettant en péril la vie sur Terre existera à
terme, comme dans tous les domaines de la science, mais il
ne nous paraît pas justifier les peurs quasi religieuses
que suscitent actuellement les nanotechnologies dans certains
milieux.
7. Les « objets »
quantiques
Les progrès des calculateurs quantiques sont lents
mais indéniables. Il faut les connaître car la
possession d'un ordinateur quantique révolutionnera
les perspectives de l'IA et de la robotique. Le premier pays
qui maîtrisera complètement de tels dispositifs
se donnera une avance stratégique indépassable
sur les autres. Il pourra, en cas de conflit, rendre inutilisables
la plupart des ordinateurs et réseaux actuellement
en place.
On
ne décrira pas ici un ordinateur quantique(5).
Disons seulement qu'il utilisera les propriétés
des bits quantiques ou qbits. Le thème étant
encore peu connu, nous pouvons fournir ici quelques précisions.
Un qbit est un système quantique monté en laboratoire.
Il peut s'agir d'un atome ou d'une particule, entouré
d'un champ magnétique intense et subissant des impulsions
radio de haute fréquence qui modifient sa rotation
(son spin). On attribuera la valeur 1 à une rotation
dans le sens des aiguilles d'une montre et la valeur 0 à
la rotation en sens inverse, c'est-à-dire les deux
valeurs utilisées dans le langage binaire des informaticiens.
Compte tenu de la difficulté que l'on rencontre pour
manipuler de tels a
tomes,
le nombre maximum des qbits qui ont pu être mis en œuvre
dans les prototypes les plus récents d'ordinateur quantique
ne dépasserait pas 7 - ce qui paraît risible
au regard des dizaines de millions d'unité composant
le processeur d'un simple micro-ordinateur. [Notons toutefois
que la société D-Wave System aurait annoncé
avoir réalisé un ordinateur quantique à
16 qbits(6)...]
Mais la particule isolée peut, comme l'enseigne la
mécanique quantique, se trouver dans deux états
à la fois. C'est ce que l'on appelle l'état
de superposition cohérente. Si on veut s'en servir
comme unité de représentation de l'information
(bit) elle peut donc présenter simultanément
l'état 1 et l'état 0. L'ordinateur quantique
calcule ainsi en manipulant des bits pouvant prendre soit
la valeur 1, soit la valeur 0, soit la superposition 1 et
0. Avec deux bits, un ordinateur classique peut représenter
un des 4 nombres traduits en binaire par 00, 11, 01 ou 10.
L'ordinateur quantique, lui, peut représenter simultanément
ces 4 nombres. Trois qbits, de même, pourront représenter
simultanément 8 nombres, au lieu de 1 nombre à
la fois. La suite en proportion, chaque nouveau qbit ajouté
aux autres doublant la quantité de nombres représentés
par la séquence: quatre qbits représentent 16
nombres, cinq qbits 32 nombres… dix qbits 1.024 nombres
(au lieu de 1, répétons-le, dans un calculateur
classique). N qbits peuvent mémoriser 2 puissance N
nombres. Il en résulte que si on utilise trois qbits
comme donnée d'entrée en vue d'un calcul (diviser
par 2 ou extraire la racine carrée), comme ils représentent
8 nombres, ils feront 8 calculs à la fois chaque fois
que l'on changera l'état d'un des bits. L'ordinateur
quantique est donc d'abord un calculateur massivement parallèle.
Avec 13 atomes (ce qui n'est pas envisageable pour le moment),
il atteindrait la puissance de calcul en parallèle
de l'ordinateur Blue Mountain d'IBM.
Un ordinateur quantique peut utiliser n'importe quelle particule
susceptible d'avoir deux états en superposition. Des
ordinateurs quantiques peuvent être construits à
partir d'atomes qui sont à la fois excités et
non excités au même moment. Ils peuvent être
construits à partir de photons de lumière qui
sont à deux endroits au même moment. Ils peuvent
être construits à partir de protons et de neutrons
ayant un spin soit positif soit négatif ou les deux
en même temps. Une molécule peut contenir plusieurs
millions de protons et de neutrons. Elle peut donc, théoriquement,
être utilisée comme ordinateur quantique doté
de plusieurs millions de qbits. Les capacités potentielles
de calcul correspondraient, avec un ordinateur classique,
à des durées de plusieurs fois l'âge de
l'univers. On imagine ainsi le gain de temps calcul et d'utilisation
mémoire à laquelle peut conduire cette nouvelle
technologie. Mais elle promet aussi beaucoup plus : les vrais
progrès viendront aussi de nouveaux algorithmes qui
vont permettre de résoudre des problèmes jusqu'alors
inaccessibles pour l'informatique classique.
Il y a donc un intérêt stratégique majeur
à maîtriser cette puissance, sachant que les
nombres et les calculs sont aujourd'hui à la source
de toute connaissance et de toute action sur le monde. De
nombreux laboratoires se sont donc mis en piste.
Mais une énorme difficulté a jusqu'ici arrêté
les chercheurs : la difficulté de maintenir en état
de superposition un ensemble de plus de 1 particule. La localisation
ou l'impulsion d'une particule quantique en état de
superposition ne peuvent être définies que par
une probabilité statistique découlant elle-même
de la fonction d'onde de la particule. Pour connaître
exactement ces valeurs, il faut faire interférer la
particule avec un instrument, comportant par définition
une grande quantité d'atomes. Mais alors, la fonction
d'onde s'effondre et l'observateur n'obtient qu'une seule
des deux valeurs, l'autre étant définitivement
perdue, en application du principe d'indétermination.
C'est ce que l'on appelle aussi le phénomène
de la décohérence.
Pour
qu'un ou plusieurs qbits conservent leur caractère
quantique, et puissent donc travailler en état de superposition,
il faut les isoler de toute matière ou énergie
avec lesquels ils interféreraient - ce qui paraissait
impossible ou très difficile dès que le nombre
de qbits dépassait deux ou trois. Aujourd'hui cependant,
en utilisant diverses techniques, un certain nombre de laboratoires
ont annoncé (comme un grand succès célébré
unanimement par la communauté des physiciens) avoir
maintenu à l'état quantique de courtes séquences
de bits (4 à 7) et pour des durées de temps
suffisantes à la réalisation de quelques opérations.
L'avenir de l'ordinateur quantique repose donc sur les technologies
qui seront utilisées pour générer et
maintenir en état de superposition cohérente
des chaînes de bits de plus en plus longues. La démarche
consiste à réaliser d'abord une porte logique
quantique (ou système microscopique), généralement
de 2 qbits, capable de réaliser une opération
quantique élémentaire dans une longueur de temps
donnée. Les physiciens ont depuis longtemps réussi
à maintenir en état de superposition un atome
ou un photon isolé. Mais si on veut créer des
circuits avec ces portes, en les ajoutant les unes aux autres,
les risques de décohérence augmentent rapidement,
du fait de l'interaction avec les atomes de l'environnement.
L'information utile se trouve donc dissipée. Il faut
donc réaliser des systèmes microscopiques ou
les qbits interagissent avec eux-mêmes et non avec ceux
de l'environnement. C'est là l'enjeu essentiel de la
course à l'ordinateur quantique, engagée depuis
une dizaine d'années dans les principaux pays du monde.
Différents substrats et différentes méthodes
de détection (par exemple la résonance magnétique
nucléaire) sont actuellement expérimentés.
Même
si l'état actuel de la technique ne permet pas de l'envisager
à brève échéance, nous devons
conclure cet article en évoquant la perspective d'un
robot dont le cerveau serait constitué d'un ordinateur
quantique. Comme indiqué plus haut, peu d'organismes
vivants ou matériels seraient alors capables d'entrer
en compétition avec lui dans le domaine des facultés
logiques, voire de la création affective. Faudrait-il
alors parler d'un robot parfait, comme on parle de la tempête
parfaite (Perfect storm)?
Notes
(1) Voir nos articles :
- L'intelligence artificielle (IA). De l'IA faible à
l'IA forte
:
http://www.automatesintelligents.com/echanges/2008/jui/dossieria.html
- Actualité de la cognition artificielle :
http://www.automatesintelligents.com/echanges/2008/jui/dossierca.html
(2)
Conseillons ici, si ce n'est déjà fait, la lecture
de l'ouvrage de Pascal Jouxtel, "Comment
les systèmes pondent", éditions du
Pommier.
(3) Voir http://www.admiroutes.asso.fr/larevue/2000/3/jeuvie/jeuvie.htm
(4)
Voir par exemple :http://syntheticbiology.org/.
Les pionniers de la biologie de synthèse sont : James
J. Collins (Boston University), Michael Elowitz (Caltech,
Pasadena, CA), Jay Keasling (University of California, Berkeley),
Tom Knight et Drew Endy (MIT, Cambridge, MA), J. Craig Venter
(Institute for Biological Energy Alternatives, Rockville,
MD).
(5)Voir notre article du 29 janvier 2004
: "Pour
un grand programme européen, l'ordinateur quantique"
(6) La société canadienne
D-Wave System http://www.dwavesys.com/
annonçait en 2007 avoir réalisé un ordinateur
quantique à 16 qbits !, et une commercialisation pour
2008 (il s'agit sûrement ici d'un effet d'annonce puisqu'on
attend toujours cette commercialisation). Lire notre article
: "Un
ordinateur quantique commercialisé dès 2008?"
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