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Présentation
d'un chercheur
Jacques Pitrat et la démarche Méta, ou réflexion
sur la recherche fondamentale en IA.
Jacques Pitrat est un des pères
de l'Intelligence Artificielle, qu'il a découverte
comme jeune ingénieur de l'armement puis poursuivie
au CNRS, notamment à l'Institut de programmation
de Paris puis au laboratoire d'informatique de Paris VI.
Jacques Pitrat s'est plus particulièrement investi
depuis une vingtaine d'années dans l'ingénierie
de la connaissance. Il a développé notamment
l'étude des métaconnaissances, ou connaissances
sur la connaissance.
Aujourd'hui, Jacques
Pitrat est directeur de recherche émérite
et continue à encadrer l'équipe Métaconnaissances
de l'Université Pierre et Marie Curie (Laforia Lip6).
Livres :
- Un programme de démonstration de théorèmes.
Monographies d'informatique de l'AFCET. Dunod. 1970.
- Textes, ordinateurs et compréhension. Eyrolles.
1985. Traduit en anglais :An artificial approach to understanding
natural language. North Oxford Academic (Grande-Bretagne)
et GP Publishing (USA) 1988.
- Métaconnaissance, Futur de l'Intelligence Artificielle.
Hermès. 1990.
- Penser autrement l'informatique. Hermès. 1993.
- De la machine à l'intelligence. Hermès.
1995. (nous ferons prochainement une lecture de ce dernier
ouvrage)
Le modèle du "savant", comme l'on disait jadis,
travaillant pour faire avancer la science hors de tout contrat public
ou privé, comme sans souci d'application immédiate,
paraît de plus en plus obsolète en France. Certains
le jugent même inutile sinon dangereux. Les autres pays, y
compris les Etats-Unis, ne sont pas mieux lotis. Hors business ou
défense nationale, pas de salut! Dans l'imaginaire de notre
pays cependant, l'idéal du savant reste très fort.
Le CNRS avait d'ailleurs à sa création la mission
d'encourager de tels hommes et de telles recherches, en leur donnant
- dans la pauvreté acceptée - une certaine indépendance.
Le CNRS joue encore un peu ce rôle, avec de plus en plus de
difficultés. Nous pensons pour notre part qu'il faudra y
revenir et que si l'Etat a de l'argent à investir pour assurer
le développement durable, c'est bien en finançant
de telles recherches sans contreparties immédiates qu'il
peut le faire utilement aujourd'hui.
Ceci dit, de tels savants ont-ils disparu en France
? Certainement pas. Ceux qui demeurent sont souvent devenus ce que
l'on peut appeler des seniors, mais il n'est pas exclu qu'ils puissent
faire encore école parmi de jeunes collègues à
la recherche d'exemples à suivre. Dans le domaine auquel
nous nous intéressons, l'Intelligence Artificielle (IA) Jacques
Pitrat est certainement l'un de ces exemples. Sa modestie dut-elle
en souffrir, nous voudrions le montrer dans ce trop court article.
Dès sa sortie de l'X et son intégration
à la Délégation générale à
l'armement dans les années cinquante, il s'est attaqué
au domaine le plus difficile de l'informatique encore commençante,
la démonstration de théorème. Il a donc introduit
d'emblée en France la problématique de l'IA elle-même
en plein développement aux Etats-Unis, dans les conditions
que l'on sait (voir notre article Panorama actuel de l'IA dans le
précédent
numéro). Sa thèse, thèse de mathématiques
car le mot informatique n'existait pas alors, portait le titre de
"Réalisation de programmes de démonstration de théorèmes
par des méthodes heuristiques". Elle fut soutenue sous la
responsabilité des plus éminents spécialistes
de l'époque dans le domaine du calcul scientifique, les professeurs
de Possel, Ville et Jacques Arsac. J'ai cru comprendre qu'elle pouvait
faire encore autorité aujourd'hui, sauf à changer
les outils informatiques utilisés.
Un thésard en France (et c'est en partie pour
cela que la recherche fondamentale progresse peu), dès sa
thèse obtenue, se voit obligé d'aller gagner sa vie
ailleurs. Rien n'assure que d'autres thésards prendront la
relève et feront progresser le domaine traité. Il
est remarquable que Jacques Pitrat n'ait pas fait à cette
époque le choix d'une carrière dans l'administration
ou dans l'entreprise. Convaincu des perspectives offertes par ce
qu'il venait d'exposer dans sa thèse, la possibilité
pour un programme informatique d'utiliser les connaissances dont
il dispose afin de se poser de nouveaux problèmes et les
résoudre à leur tour, notre jeune thésard décida
de poursuivre une carrière de chercheur fondamental, en privilégiant
le cadre du CNRS. Celui-ci, mieux que l'Université qui impose
par la force des choses de nombreuses tâches autres que de
recherche pure, lui parut offrir le cadre adéquat pour préciser
son intuition (son illumination, voir
ci-dessous) .
Au CNRS, il a commencé en 1967 par travailler
à l'Institut Blaise Pascal (qui était un laboratoire
d'informatique), rattaché à l'origine en tant que
chercheur au département de mécanique puis de mathématiques,
car il a fallu du temps pour créer un département
d'informatique. L'histoire du laboratoire d'IA issu d'un morceau
de l'Institut Blaise Pascal qui a explosé en 1968 est
compliquée. Le labo s'est retrouvé à Jussieu
et Jacques Pitrat en a été pendant sept ans le directeur.
C'était le Groupe de Recherche Claude-François Picard,
du nom de son fondateur, juste avant qu'on ne l'appelle le Laforia,
car il a eu de nombreux noms. Plus tard, le Laforia a fusionné
avec deux autres labos de Paris 6 pour créer le LIP6 et il
en a constitué trois des neuf thèmes. Jacques Pitrat
a été pendant quelque temps responsable de l'un de
ces thèmes.
Dès le début, l'intuition de Jacques
Pitrat était qu'il faut apprendre à résoudre
un problème en AI comme l'a fait l'homo sapiens dès
son apparition sur Terre: d'abord résoudre le problème
immédiat auquel on est confronté pour survivre dans
la vie quotidienne mais, immédiatement après, réfléchir
à la façon dont on a résolu ce problème
afin d'en tirer des enseignements pour affronter d'autres difficultés.
C'est ce que Jacques Pitrat a nommé l'approche Méta
en AI. Méta signifie métaconnaissance, ou connaissance
du fait que l'on dispose de connaissances. Disons pour simplifier
que si je pense "il pleut", j'affirme une connaissance (une déclaration),
mais si je pense "je sais qu'il pleut et je prends mon parapluie",
je fais appel au fait que je sais quelque chose et j'amorce une
stratégie pour tirer parti de ce savoir. Le processus peut
se poursuivre à l'infini : "je sais que je sais qu'il pleut,
mais je sais que je sais aussi d'autres choses, et je vais développer
une stratégie pour utiliser ces autres métaconnaissances
en corrélation avec le fait que je sais qu'il pleut". Dès
que notre homo sapiens a compris qu'il pouvait utiliser ses connaissances
sur ses connaissances, c'est-à-dire ses métaconnaissances,
pour élaborer sans fin de nouvelles stratégies, générant
de nouveaux problèmes à résoudre puis générant
de nouvelles solutions, il a "amorcé" (terme cher à
Jacques Pitrat) une démarche de recherche-découverte
généralisée - dont le monde moderne est issu.
On retrouve évidemment dans ces considérations non
seulement les questions relatives à l'anthropologie de l'intelligence,
mais plus immédiatement celles relatives aux origines du
langage(1).
La démarche Méta, associée à la pratique
langagière, a si bien réussi à l'homo sapiens
qu'elle s'est sans doute inscrite dans ses gènes. Il n'y
a pas vraisemblablement un gène du langage ou un gène
de l'invention, mais il y a sûrement des séquences
génétiques codant pour ces fonctions, à partir
desquelles évidemment se développent les pratiques
culturelles.
Jacques Pitrat, partant de cette première intuition,
a donc entrepris des recherches au sein du département mécanique
du CNRS puis de l'Institut de Programmation et enfin dans le laboratoire
Laforia qu'il a crée au sein du LIP6. Il a formé un
nombre respectable de chercheurs, dont sont issues un certain nombre
de thèses faisant autorité dans les cercles de l'IA.
La logique fut pendant trente ans et demeure la même : le
système ayant trouvé la démonstration d'un
théorème propose un nouveau théorème
s'appuyant sur le premier, qu'il faudra prouver à son tour.
La page personnelle de Jacques Pitrat donne la liste des thèmes
et des travaux concernés (http://www-apa.lip6.fr/META/theses.html).
Elle est impressionnante.
Disons tout de suite qu'il s'agit, malheureusement
pour un lecteur non-spécialiste, de questions portant sur
les mathématiques, les jeux, l'informatique, d'approche difficile.
Certains des problèmes auxquels on apporte des solutions
sont parfois simples à formuler sinon à résoudre
(calculs d'emplois du temps ou d'itinéraires, énigmes
mathématiques). D'autres le sont moins. Ils relèvent
de l'informatique théorique, de questions mathématiques
pointues, de l'heuristique. Dans tous les cas, les solutions apportées
supposent une culture théorique poussée. Elles ne
parlent guère à l'imagination d'éventuels développeurs
préoccupés d'applications plus quotidiennes, et moins
encore à celle de financeurs. Ceux-ci préfèrent
en général faire appel à une programmation
informatique ou à une IA plus ciblée, sur le mode
des systèmes experts, dans lesquels justement Jacques Pitrat
a refusé de se laisser enfermer compte-tenu de leurs limitations
méthodologiques(2).
On peut regretter que le grand public ignore les travaux
des thésards de Jacques Pitrat car en fait, les solutions
évoquées par la démarche Méta pour qu'un
programme de solutions de problèmes puisse opérer
relèvent de celles couramment utilisées par l'esprit
de l'inventeur humain : changer la formulation du problème,
décomposer le problème en sous-problèmes dont
les solutions pourront converger, faire appel à l' "illumination"
dite aussi méthode ah !ah ! ou eurêka ! : on laisse
décanter un moment la question dont les réponses n'apparaissent
pas et le lendemain, avec un peu de chance, la solution se présente
toute faite à l'esprit, le cerveau ayant travaillé
seul dans l'intervalle.
Vieille ou nouvelle IA?
Sommes-nous là en présence de ce qui
était l'objectif phare dans les premières années
de l'IA aux USA, la machine générale à résoudre
les problèmes ou General Problems Solver (GPS) ? Répondre
à la question est difficile. On sait que l'ambitieux GPS
a été délaissé à partir des années
80 aux USA, faute de résultats suffisamment concrets, ce
qui a contribué, au moins dans l'opinion générale,
à discréditer la "vieille AI". Jacques Pitrat, à
l'entendre, ne s'est pas attaqué au GPS dans son acception
universelle : résoudre tous problèmes quels qu'ils
soient et à tous moments. Il a développé une
approche que l'on pourrait qualifier d'incrémentielle : résoudre
un petit problème, utiliser les métaconnaissances
ainsi obtenues pour en attaquer un autre, et ainsi de suite. L'ambition,
sans viser à l'universalité (qui se heurte sans doute
aux limites signalées par Gödel) est néanmoins
très large. Jacques Pitrat recense 67 thèses publiées
sous sa direction, depuis celles de J.L. Laurière et J.L.
Delhaye en 1970/71: éloquent palmarès!
Ceci dit, Jacques Pitrat ne voit pas déboucher
la démarche Méta sur un programme général
capable de se substituer à l'activité heuristique
du cerveau humain avant des dizaines d'années, sinon plus.
Ceci douche un peu les enthousiasmes. Ceci d'autant plus qu'ayant
abandonné officiellement son activité professorale,
il n'a plus aujourd'hui que trois thésards au travail. L'avenir
de la démarche Méta, telle du moins qu'il la conçoit,
repose estime-t-il dorénavant sur ses seules recherches personnelles,
dont il doit soustraire le temps consacré à ses responsabilités
éditoriales3).
Si nous ne pouvons parler de GPS, pouvons-nous a contrario
dire que la démarche Méta relève de l'IA évolutionnaire
? Jacques Pitrat s'en défend, si on entend par IA évolutionnaire
l'approche connexionniste, l'utilisation des algorithmes génétiques,
dont il déplore le peu de puissance et d'ouverture, du moins
pour le moment. Ce qui est bon pour doter un robot d'autonomie dans
un environnement situé limité ne lui paraît
pas en mesure de rivaliser avec la puissance inventive de l'esprit
humain. Il ne voit pas non plus de liens, actuellement encore, avec
l'approche par les systèmes adaptatifs multi-agents, l'approche
Méta n'ayant pas intégré en général
les concepts de réseaux et d'agents en compétition
darwinienne.
Personnellement, nous pensons que l'approche Méta
est forcément évolutionnaire, mais à une toute
autre échelle d'ambition, dans la mesure où elle vise
à doter un automate d'une capacité d'invention égale
et parfois supérieure à celle du cerveau humain. A
un moment où un autre, elle retrouvera le connexionisme et
les réseaux adaptatifs, compte-tenu des multiples convergences
conceptuelles et technologiques apparaissant aujourd'hui. Nous nous
trouvons donc bien dans la perspective qui nous intéresse
dans cette revue : réfléchir à la perspective
de systèmes d'intelligence artificielle évolutionnaire
qui viennent compléter, pour ne pas dire remplacer, l'évolution
naturelle.
Un grand programme national ?
Si cette conclusion à notre trop courte présentation
de l'uvre de Jacques Pitrat était bonne, la leçon
à en tirer sauterait aux yeux : comment notre pays, une fois
de plus, par l'étroitesse de vue de ses décideurs
économiques et politiques, par le cloisonnement et les rivalités
de ses chercheurs, a-t-il laissé passer sans lui donner plus
encore de moyens une uvre aussi importante que celle de Jacques
Pitrat, comme il l'a fait malheureusement d'ailleurs pour d'autres
scientifiques de l'IA et de l'informatique n'ayant jamais eu les
moyens qu'aurait justifié leur compétence ?
Mais la question reste posée pour le présent
immédiat. A l'heure où le ministère de la Recherche
recommande l'interdisciplinarité - voir par exemple les encouragements
prodigués par les promoteurs des ACI des domaines neurosciences
et cognitique(4)
- à l'heure aussi où un grand programme convergent
pour un cerveau artificiel conscient pourrait jouer en France un
rôle heuristique et industriel capital, les autorités
scientifiques ne devraient elles pas demander dès maintenant
à Jacques Pitrat d'assurer sa succession au sein d'un tel
programme coopératif, en lui donnant, non seulement la possibilité
de poursuivre ses recherches personnelles, comme il entend le faire,
mais aussi de trouver officiellement de nouveaux collaborateurs
et successeurs, au sein d'une démarche véritablement
orientée vers le long terme, soit en IA soit dans les domaines
voisins de l'informatique et du génie logiciel à nouveau
considérés comme des sciences ? Sans attendre d'ailleurs,
ne serait-il pas nécessaire de mettre à disposition
des développeurs quelques programmes simples d'emploi permettant
de résoudre des problèmes eux-mêmes simples
sans obliger à aller chercher le savoir-faire dans des thèses
pratiquement inaccessibles(5)
NB : Précisons pour respecter la modestie
de Jacques Pitrat que cette proposition est exclusivement de notre
responsabilité, et ne l'engage aucunement.
(1) Dont
l'actualité est toujours aussi grande. Voir par exemple la
page scientifique du Monde du 19 octobre 2001 : Les origines du langage,
entre génétique et relations sociales). (2)
Un système entièrement déclaratif,
comme un système expert, se heurte vite (à supposer
que l'on ait disposé d'experts humains disponibles) au trop
grand nombre des connaissances et métaconnaissances à
gérer, faute d'un dispositif d'amorçage permettant au
système lui-même de prendre en charge la résolution
des problèmes qu'il doit résoudre. (3) Jacques
Pitrat demeure :
- Responsable de l'équipe métaconnaissance
- Membre du comité éditorial de la nouvelle
revue électronique JEDAI.
- Membre du bureau éditorial de AI Communications
- Membre du bureau éditorial de la Revue d'Intelligence Artificielle
- Membre du comité scientifique et technique de la Revue Scientifique
et Technique de la Défense (4)
Actions Concertées Incitatives (ACI),
lancées par le ministère de la Recherche et financées
par le Fonds National de la Science : l'ACI Neurosciences intégratives
et computationnelles, placée sous la direction d'Alain Berthoz
(10 MF pour 2001) et l'ACI Cognitique (25 MF en 1999, 33 en 2000,
35 en 2001 et devant être du même ordre en 2002) sous
la direction de Catherine
Fuchs. (5) Si
par exemple je veux répondre à la question suivante:
"comment planter 4 arbres à égale distance les uns des
autres?" en m'appuyant sur le fait que je sait résoudre le
problème pour 3 arbres, en quoi la démarche Méta
peut-elle m'aider?