Apprendre à une machine à percevoir son environnement : les résultats du projet européen SenseMaker.
Mener les recherches en amont permettant à une machine
de percevoir son environnement : tel a été l'objectif du projet
européen SenseMaker initié il y a trois ans et conduit par le professeur Martin McGinnity, directeur de l'Intelligence Systems Engineering Laboratory (ISEL) de l'Université d'Ulster en Irlande du nord.
Le projet s'est concentré sur l'étude des modes d'interactions des
différents capteurs biologiques, en particulier la vue et le toucher.
Si la vue permet par exemple de reconnaître un fruit, le toucher est
aussi nécessaire pour pouvoir dire si ce fuit est mûr ou non. La
compréhension de ces interactions intéresse particulièrement
l'automatisme industriel, car elle peut conduire à leur simulation pour
la robotique. L'objectif était ainsi de programmer une machine capable
de récolter les informations sensorielles sur son environnement pour
qu'elle puisse alors prendre des décisions de manière autonome en
fonction de ces informations.
Les
résultats sont prometteurs, ayant abouti à un modèle théorique des
différents processus de perception chez l'humain (vision et toucher).
Celui-ci a permis de fabriquer un système de démonstration combinant la
partie "matériel" des détecteurs et la partie "logiciel" du traitement
de l'information. L'approche informatique originale a aussi consisté à
donner au réseau neuronal formel(1)la capacité de rediriger ses connexions en cas de dommage (plate-forme
informatique utilisant des puces FGPA). Des projets partenaires visent
aujourd'hui à étendre le modèle en y adjoignant l'ouie, l'objectif
étant bien sûr à long terme de pouvoir disposer d'un modèle complet des
perceptions chez l'humain pour mieux comprendre comment fonctionne le
couplage des différents sens.
 Si
les applications potentielles de ces travaux concernent la robotique
(implémentation de meilleures capacités de perception au sein des
machines), elles visent aussi naturellement l'homme biologique : "ce
type de recherche nous apprend beaucoup sur la façon dont les systèmes
biologiques fonctionnent. Elles peuvent conduire à de nouvelles
approches pour soigner les personnes souffrant d'un dysfonctionnement
sensoriel. Cela dit, le travail sera encore long avant d'arriver à un
tel résultat", indique Martin McGinnity. Deux autres projets doivent permettre aujourd'hui
d'aller plus loin dans le domaine. Il s'agit tout d'abord du projet
interdisciplinaire FACETS(2). Continuant
d'explorer la perception, il se focalise notamment sur la vision.
Démarré l'année dernière et financé par l'Union Européenne, ce projet
se situe à l'interface de la physique, de la biologie et des
neurosciences computationelles. Coordonné par le Pr. Karlheinz Meier [Electronic Vision(s) Group du Kirchoff Institut für Physic, Université d'Heidelberg],
il vise à créer une base théorique et expérimentale qui puisse
contribuer à l'avènement d'un nouveau paradigme dans le domaine du
calcul en s'appuyant sur les concepts expérimentaux observés dans les
systèmes nerveux biologiques. Ces recherches doivent en particulier
mener à une compréhension améliorée des troubles mentaux dans le
cerveau humain et aider à en développer des remèdes. Un projet très
ambitieux car il met en collaboration pour 4 ans quelque 80
scientifiques allemands, anglais, autrichiens, français, suisse et
suédois (soit 15 équipes européennes)
L'ISEL, pour sa part, est fortement engagé dans le projet de création du Centre d'Excellence des Systèmes Intelligents (Centre of Excellence in Intelligent Systems).
Dans un esprit de recherche appliquée, il couvrirait un large spectre :
couplage des perceptions sensorielles, apprentissage, adaptation,
auto-organisation, implémentation à grande échelle d'un substitut de
sous-ensembles neuraux biologiques au sein d'une machine, intelligence
informatique distribuée... (1) L'équipe a
utilisé des modèles plus sophistiqués que les traditionnels réseaux de
neurones, s'appuyant ici sur les "Spiking Neural Networks" qui, selon
Martin McGinnity, sont plus adaptés à la modélisation de qui se passe
dans un vrai cerveau.
Les circuits dédiés
analogiques ou mixtes (numériques/analogiques) permettent une meilleure
intégration pour une moindre puissance de calcul. Pour exploiter ces
propriétés, le groupe d'Heidelberg a développé un dispositif spécifique
de circuit intégré "spiking neuron" afin de pouvoir émuler un plus
grand nombre de composants constitutifs des systèmes sensoriels
biologiques. Un prototype de ce dispositif a été soumis à fabrication
et sera utilisé au sein d'un prochain projet européen. 
(2) Fast Analog Computing with Emergent Transient States.. Pour en savoir plus
 Commnuniqué de presse de l'Ulster University du 08/02/06 : http://www.ulster.ac.uk/news/releases/2006/2099.html
Projet SenseMaker : http://isel.infm.ulst.ac.uk/sensemaker.html
Site de l'Intelligence Systems Engineering Laboratory : http://isel.infm.ulst.ac.uk/sensemakersummary.html
Site de l'Electronic Vision(s) Group (université d'Heidleberg): http://www.kip.uni-heidelberg.de/vision/
Projet FACETS : http://facets.kip.uni-heidelberg.de/ Article de Christophe Jacquemin, http://www.automatesintelligents.com carotté sur vie artificielle.com
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