Intelligence artificielle : des expertises variées et complémentaires

Comme les sept autres centres de recherches d'Inria, le centre Bordeaux - Sud-Ouest est très actif dans le monde de l'intelligence artificielle, "mais l'une des spécificités de notre centre est de réunir une grande diversité de compétences sur l'ensemble des sous-domaines qui composent la nébuleuse IA ou gravitent autour d'elle, comme les techniques d'apprentissage, les statistiques, l'optimisation, le calcul à haute performance, la robotique, mais aussi les neurosciences et les sciences cognitives" , résume Frédéric Alexandre, responsable de l'équipe-projet Mnemosyne. Et, de fait, sur les 21 équipes que compte le centre, plus de la moitié mènent des recherches qui sont en relation avec l'intelligence artificielle.

Schématiquement les équipes projets du centre Inria Bordeaux - Sud-Ouest se répartissent en trois grandes familles.

La plus conséquente d'entre elles réunit les entités qui travaillent autour des techniques d'apprentissage sur une base principalement issue des mathématiques, notamment de l'univers des statistiques et probabilités

indique Pierre-Yves Oudeyer, qui dirige l'équipe-projet Flowers. Parmi elles se trouvent CQFD – qui développe de méthodes statistiques et probabilistes pour la modélisation et l'optimisation de systèmes complexes – ainsi que Sistm, spécialiste des biostatistiques, Geostat (études des signaux complexes aux propriétés multiéchelles), Pléiade, qui se consacre à la biologie numérique, ou encore les équipes-projets Carmen, Monc ou RealOpt.

Du calcul Haute Performance…

Un autre volet d'activités historiquement représenté à Inria Bordeaux est le domaine du calcul haute performance qui s'affirme de plus en plus comme l'une des briques indispensables au développement de l'intelligence artificielle à l'heure où les algorithmes d'apprentissage impliquent d'être à même de gérer des petaoctets de données issues de sources multiples.

indique Frédéric Alexandre. De fait, la plupart des équipes dédiées au HPC s'intéressent de plus en plus à l'intelligence artificielle. C'est le cas de Tadaam qui mène en particulier des recherches sur la modélisation des systèmes de calcul haute performance et des applications dans le but de comprendre l'interaction entre les machines et les applications qui s'y exécutent. Mais aussi de Hiepacs, spécialiste de la simulation numérique frontière avec des applications dans le domaine de la chimie des matériaux, de Cardamom, qui cherche à établir des modèles permettant de décrire et d'anticiper l'écoulement des fluides, sans oublier Memphis qui développe des modèles numériques sur les infrastructures de calcul intensif afin de répondre à des besoins industriels. 

… aux neurosciences

Chacune avec ses spécificités, Flowers et Mnemosyne se sont, quant à elles, positionnées sur un créneau très proche de la vision des pionniers de l'intelligence artificielle qui voulaient transmettre aux machines des fonctions propres au vivant. "Au sein de l'équipe-projet Mnemosyne nous nous consacrons en priorité aux différentes formes de mémoire et aux mécanismes qui permettent à nos réseaux de neurones de combiner ces différentes formes de mémoire et, par là-même, d'être aussi performants dans l'apprentissage" , poursuit Frédéric Alexandre.

L'enjeu est de contribuer à la recherche médicale en permettant de mieux comprendre certaines pathologies mais aussi de participer à l'amélioration des capacités d'apprentissage des machines qui sont encore très loin des nôtres !

"De leur côté, les chercheurs de Flowers veulent comprendre comment les humains apprennent – en particulier les enfants – en se concentrant sur les ressorts de la motivation intrinsèque, à commencer par la curiosité" , indique Pierre-Yves Oudeyer. 

Nous essayons de modéliser ces mécanismes humains et d'en tirer des principes pour permettre aux machines de gagner en autonomie et en capacité d'interaction avec le monde réel.

Les champs applicatifs de ces recherches sont variés : éducation, jeux vidéo, robots assistants, robots "curieux" pour la découverte de nouvelles molécules…

Sur un terrain différent mais toujours proche des neurosciences, les chercheurs de l'équipe-projet Potioc explorent de nouvelles voies pour l'interface cerveau-ordinateur pour favoriser des interactions riches et fluides avec le monde numérique avec des projets qui vont de la création d'un "bac à sable augmenté" destiné à la méditation, à un projet de représentation de l'activité cérébrale sur une marionnette robot.

Et demain ?

On le constate, les terrains de jeu des équipes bordelaises sont particulièrement divers… Trop disparates pour faire cause commune ? 
"Nous pensons au contraire que cette diversité est une force, affirme Frédéric Alexandre. L'une des ambitions du centre de Bordeaux - Sud-Ouest dans les prochaines années est d'ailleurs de faire naître des synergies – notamment autour des questions d'apprentissage – pour tirer le meilleur de toutes nos expertises et les mettre au service de l'intérêt général, en particulier dans le domaine de la médecine où les attentes vis-à-vis de l'intelligence artificielle sous toutes ses formes sont très fortes…"