Le roboticie n de s science s humaine s Pierre-Yves Oudeyer P · 2018-09-11 · seuls la...
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Date : JUIN 15 Pays : France Périodicité : Mensuel OJD : 28411 Page de l'article : p.50-54 Journaliste : Gautier Cariou/ Philippe Pajot/ Hubert d'Erceville Page 1/5 INRIA 6210204400504 Tous droits réservés à l'éditeur La jeune garde de la science Le roboticien des sciences humaines > Pierre-Yves Oudeyer o e Pourquoi ne pas utiliser des robots pour comprendre le vivant, et l'homme en particulier? P ierre-Yves Oudeyer est pas- sionne de primatologie Un comble pour un roboticien i Et pourtant les deux disci- plines ne sont pas aussi eloi gnees qu'onle croît «Au lycee,]'etmsfascme parles expériences qm consistent a enseigner a des singes des elements de langage humain, explique t il Cela rn 'afaitprendre conscience qu'en prenant du recul sur l'homme en analysant d'autres espèces on peut appor ter un eclairage nouveau sur l'intelligence humaine «Autre source d'inspiration pour le chercheur 2001 l'Odyssée de l'espace «Dans ce film I intelligence artificielle (IA) HAI n'est la aussi qu un prétexte pour se poser des questions sur nous-mêmes » L'IA, miroir de l'humanité ' L'idée germe dans l'esprit de I actuel directeur de recherche en robotique a!nria,aBordeaux Alaplacedes singes pourquoi ne pas utiliser des robots comme des outils pour mieux comprendre le vivant et I homme en particulier Apres un passage a l'Ecole normale supe neure de Lyon et un DEA d'intelligence artificielle a l'université Paris VI, il rejoint le terrain de jeu idéal le laboratoire de sciences compu- tationnelles (CSL) de Sony dirige par Luc Steels, pionnier mondial de « la linguis- tique evolution- naire » Cette dis ciplme consiste a faire interagir des robots pour mode liser les meca msmes d'apparition des langues dans les premieres populations humaines Pendant sa these, Pierre-Yves Oudeyer étudie la formation des systemes de vocalisation dans les langues du monde II conçoit des systemes informatiques qui simulent des conduits vocaux et audi tifs humains Puis il les fait mteragir Ces systemes obéissent a un algorithme qui les pousse a émettre des sons et a s'imiter en permanence Au début, les machines produisent des vocalisations au hasard Puis peu a peu, une organisa tion émerge spontanément ces vocalisa- tions s accordent sur un même répertoire de sons et finissent toutes par I utiliser « On retrouve a peu de chose pres la même distribution des voyelles dans cette expe- rience et dans les langues du monde » Fort de ce resultat le chercheur s interroge sur les mécanismes qui poussent ces sys- temes informatiques a produire des sons et a s'imiter Les humains sont-ils eux aussi guides par des mécanismes qui les poussent a interagir lingmstiquement ' Curiosité artificielle. De fil en aiguille, il s interesse aux processus de develop pement du langage et des mouvements chez I enfant «l'une des questions scienti- fiques les plus complexes du monde qui nous entoure» Lorsqu un bebe explore son envi ronnement il saisit des objets les manipule et observe les conséquences de ses gestes « Souvent ce qui le motive dans cette explo- ration n'est pas la promesse d'une recom- pense maîs le fait que cet apprentissage lui procure du plaisir » Cette motivation dite « intrinsèque » est connue des psychologues depuis les annees 1950, maîs ces derniers ne disposaient pas d'outils adéquats pour en modehser les mécanismes Pour Pierre- Yves Oudeyer, les robots peuvent etre tres utiles pour étudier ces questions En 2004 avec son collègue Frederic Kaplan ils fondent amsile groupe de « robo tique developpementale » au sem du CSL Ce domaine de la robotique, tout jeune a l'époque consiste a modehser les processus de l'apprentissage humain avec des robots Ds développent alors des modeles originaux de mécanismes de motivation intrinsèque qui permettent a des robots d'explorer leur environnement de facon a en extraire le plus d'informations possible
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Date : JUIN 15
Pays : FrancePériodicité : MensuelOJD : 28411
Page de l'article : p.50-54Journaliste : Gautier Cariou/Philippe Pajot/ Hubert d'Erceville
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La jeune garde de la science
Le roboticien des sciences humaines> Pierre-Yves Oudeyer
oe
Pourquoi ne pas utiliserdes robots pour comprendrele vivant, et l'hommeen particulier?
Pierre-Yves Oudeyer est pas-sionne de primatologie Uncomble pour un roboticien iEt pourtant les deux disci-plines ne sont pas aussi eloi
gnees qu'onle croît «Au lycee,]'etmsfascmeparles expériences qm consistent a enseignera des singes des elements de langage humain,explique t il Cela rn 'afaitprendre consciencequ'en prenant du recul sur l'homme enanalysant d'autres espèces on peut apporter un eclairage nouveau sur l'intelligencehumaine «Autre source d'inspiration pourle chercheur 2001 l'Odyssée de l'espace«Dans ce film I intelligence artificielle (IA)HAI n'est la aussi qu un prétexte pour seposer des questions sur nous-mêmes » L'IA,miroir de l'humanité ' L'idée germe dansl'esprit de I actuel directeur de recherche enrobotique a!nria,aBordeaux Alaplacedessinges pourquoi ne pas utiliser des robotscomme des outils pour mieux comprendrele vivant et I homme en particulier
Apres un passage a l'Ecole normale supeneure de Lyon et un DEA d'intelligenceartificielle a l'université Paris VI, il rejointle terrain de jeu idéal le laboratoire de
sciences compu-tationnelles (CSL)de Sony dirigepar Luc Steels,pionnier mondialde « la linguis-tique evolution-naire » Cette disciplme consiste afaire interagir desrobots pour modeliser les meca
msmes d'apparition des langues dans lespremieres populations humaines
Pendant sa these, Pierre-Yves Oudeyerétudie la formation des systemes devocalisation dans les langues du mondeII conçoit des systemes informatiquesqui simulent des conduits vocaux et auditifs humains Puis il les fait mteragir
Ces systemes obéissent a un algorithmequi les pousse a émettre des sons et as'imiter en permanence Au début, lesmachines produisent des vocalisationsau hasard Puis peu a peu, une organisation émerge spontanément ces vocalisa-tions s accordent sur un même répertoirede sons et finissent toutes par I utiliser« On retrouve a peu de chose pres la mêmedistribution des voyelles dans cette expe-rience et dans les langues du monde » Fortde ce resultat le chercheur s interrogesur les mécanismes qui poussent ces sys-temes informatiques a produire des sonset a s'imiter Les humains sont-ils euxaussi guides par des mécanismes qui lespoussent a interagir lingmstiquement '
Curiosité artificielle. De fil en aiguille,il s interesse aux processus de developpement du langage et des mouvementschez I enfant «l'une des questions scienti-fiques les plus complexes du monde qui nousentoure» Lorsqu un bebe explore son environnement il saisit des objets les manipuleet observe les conséquences de ses gestes« Souvent ce qui le motive dans cette explo-ration n'est pas la promesse d'une recom-pense maîs le fait que cet apprentissage luiprocure du plaisir » Cette motivation dite« intrinsèque » est connue des psychologuesdepuis les annees 1950, maîs ces derniersne disposaient pas d'outils adéquats pouren modehser les mécanismes Pour Pierre-Yves Oudeyer, les robots peuvent etre tresutiles pour étudier ces questions
En 2004 avec son collègue FredericKaplan ils fondent amsile groupe de « robotique developpementale » au sem du CSLCe domaine de la robotique, tout jeune al'époque consiste a modehser les processusde l'apprentissage humain avec des robotsDs développent alors des modeles originauxde mécanismes de motivation intrinsèquequi permettent a des robots d'explorerleur environnement de facon a en extrairele plus d'informations possible
Date : JUIN 15
Pays : FrancePériodicité : MensuelOJD : 28411
Page de l'article : p.50-54Journaliste : Gautier Cariou/Philippe Pajot/ Hubert d'Erceville
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europeende la Recherche,en 2009
• 37 ans• Directeuret fondateurdu laboratoireFlowers, à Inria,à Bordeaux• Lauréat d'unebourse du Conseil
Date : JUIN 15
Pays : FrancePériodicité : MensuelOJD : 28411
Page de l'article : p.50-54Journaliste : Gautier Cariou/Philippe Pajot/ Hubert d'Erceville
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Selon Olivier Sigaud, roboticien àl'Institut des systemes intelligents etde robotique, a Pans, l'apport majeurde Pierre Yves Oudeyer et de FredericKaplan est la creation de mécanismesde «curiosité artificielle» «En instil-lant une cunosite a des robots a l'aided'algorithmes, ils ont montre pour lapremiere fois comment l'apprentis-sage des enfants et leur explorationpouvaient être guides par la volontéd'apprendre le plus vite possible » Eneffet, les robots comme les enfants nes'acharnent rn sur des tâches trop dif-ficiles (qu'ils n'arrivent pas a menera terme), ni trop simples (qui ne leurapprennent rien de nouveau)
En 2007, il quitte Paris et s'installe aBordeauxavecsafarrulle «Lastructurede Sony CSL était parfaite pour explorerde nouvelles voies de recherche Maîspour faire grandir une activité, lunaétait mieux adapte » En 2008, a 30 ans,il fonde le laboratoire Flowers et créeson equipe de recherche en robotiquedeveloppementale
En 2013, avec son equipe, il lancePoppy, une plateforme robotiqueopen source visant a explorer le rôle dela morphologie dans l'apprentissageCe robot imprimable en 3D est modu-laire, si bien que son anatomie peutêtre modifiée a volonté De quoi fairedu corps une variable expérimentalePeu onéreux et simple d'utilisation,Poppy a pour vocation de devenir unoutil scientifique interdisciplinaireL'objectif? Démocratiser l'usage del'informatique et de la robotiquedans les sciences humaines «Commel'explique le philosophe Edgar Mann,indique le chercheur, le monde esttellement complexe que pour le comprendre vraiment, il faut multiplierles points de vue et les methodes. » rnGautier Ca riou
Luc STEELS, professeur à linstitut de biologieévolutive, à Barcelone
«ll a ouvert une nouvellevoie de recherche dans l'étudedu développement de l'enfant»
• PV Oudeyer et al, IEEE Transactions onEvolutionary Computation, 11,265,2007• PV Oudeyer, Journal of Theoretical Biology, 233,435,2005• PY Oudeyer, Aux sources de la parole gauto-organisation et évolution, Odile Jacob, 2013 ss
Vous étiez le directeur dethèse de Pierre-Yves Oudeyer.Qu'est-ce qui, selon vous,le caractérise ?
LS. Sa curiosité et son indépen-dance. Très vite, il a voulu suivreses propres idées. De nombreuxétudiants demandent des sujetsclairs, veulent être bien encadrés.Maîs ce ne sont pas ces profilsqui deviennent des leaders. Sonesprit d'initiative l'a mené à fonderun journal dans sa discipline, àécrire un livre, à participer à desévénements pour le grand public,et surtout à créer son equipede recherche, aujourd'hui trèspuissante dans le domaine dela robotique developpementale.
En quoi Pierre-Yves Oudeyerest-il un pionnier de la robotiquedeveloppementale?
LS. Il a contribué à ouvrir unenouvelle voie de recherche dansl'étude des mécanismes du déve-loppement de l'enfant. Auparavant,seuls la psychologie et les neuro-sciences s'intéressaient à cettequestion. Et il n'existait que deuxméthodes pour en étudier lesprocessus. La première approche,celle des psychologues, consis-tait à observer puis à analyser lecomportement d'enfants dans lecadre d'expériences La seconde,celle des neurosciences, consistaità mesurer l'activité cérébrale età coupler cette information avecl'observation de comportements.Avec son collègue Frederic Kaplan,Pierre-Yves a développé une nou-velle approche, complémentairedes deux premières construire et
étudier des robots pour se forgerune idée de ce qui se passe réel-lement chez les enfants lorsqu'ilsapprennent à parler ou à semouvoir À titre de comparaison, cen'est qu'en construisant des avionsque les physiciens ont compriscomment il était possible de voler.
Quel a été son principal apportdans cette discipline?
LS. Il a introduit l'idée d'unapprentissage fondé sur la curio-sité. Pour la tester, il a mis au pointdes «algorithmes de curiosité»qu'il a implémentes avec succèssur des robots. Habituellement, lesroboticiens utilisent un autre moded'apprentissage, dit «par renfor-cement», fondé sur un systèmede récompenses et de punitions.Selon l'efficacité de ses mouve-ments, un robot reçoit un retournégatif (la punition) ou un retourpositif (la récompense). Pourapprendre un geste particulier,il lui suffit donc de maximiser lesrécompenses. Ce mécanisme estbon pour expliquer le compor-tement de rats, conditionnés parl'appât du gain. Mais il est maladapté pour expliquer les proces-sus d'apprentissage du langage,par exemple, chez l'homme. Lacuriosité artificielle mise au pointpar Pierre-Yves Oudeyer reposeau contraire sur des mécanismesde motivation dite «intrinsèque»:le robot n'est pas conditionnéà apprendre une tâche particulièreen échange de récompenses.Il apprend pour lui-mêmeet doit y trouver son compte. •Propos recueillis par Gautier Cariou
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> Francis BachApprentissage statistique
C'est un jeu de backgammon offert a Noel 1998 parson épouse qui va changer son destin Jusque laFrancis Bach travaillait comme ingénieur dans
l'industrie effectuant depuis sa sortie de I Ecole polytech-nique des missions chez Total ou chez Renault Le jeu lepassionne au point qu'il se met a programmer pour com-prendre comment un ordinateur peut battre un humain«Comme, au travaille ne faisais plus que programmer,je me suis dit que je devrais changer de voie » Apres unethese en Californie, il revient en France pour monter uneequipe «Mon intérêt pour lapprentissage statistique-lemachine learning -est venu de ce que cett e technique pouvait apporter dans le domaine desjeux même si par la suiteje ne me suis plus interesse directement a ces derniers »
Avec l'accumulation des donnees atraiter (les Big Data)l'apprentissage statistique est devenu un domaine essentiel de l'informatique Quand les donnees dont on veutobtenir des informations - apprendre - font plusieursteraoctets, il faut optimiser le travail Son but ? Accélérerles algorithmes d'apprentissage «Lapartie de l'algorithme
sur laquelle je tra-vaille est en f aittres courte deuxlignes de codes,maîs pour que l'algorithme apprenne le plus rapidementpossible ces lignes doivent etre subtiles » A 40 ans, a la têted une equipe d Inna a Paris, il est parvenu en quèlquesannees a accélérer les algorithmes d apprentissage d'unfacteur drx L'enjeu est maintenant de parvenir a accelerer des algorithmes de calcul distribue ceux qui sontaujourd'hui utilises sur les ordinateurs parallèles «Et cela,on ne sait pas encore bien le faire » Un intérêt qui ne sedément pas, tant dans le domaine académique que priveDe grandes entreprises technologiques françaises ou amencaines, ont voulu le débaucher en lm offrant de multiplierson salaire Maîs il prefere la liberte du monde académique,entoure du groupe de doctorants et de post docorants aux-quels il se consacre avec passion • Philippe PajotM Schmidt, N Le Roux et F Bach, Minimaing Fin ite Burns with the Sfoc/iasbcAverage Gradient Jechnical report, HAI 00860051,2013
> Rand Hindi
S on prénom, Rand,veut dire « laurier »en arabe comme
les nombreux prix qu il areçus Reconnu par le WorldEconomie Forum de Davos,cet informaticien et entrepreneur age de 30 ans a eteelu meilleur jeune innovaleur francais 2014 parla Technology Review duMIT Son prénom est aussila contraction de random,« aléatoire » en anglais,comme les donnees qu'ilmanipule les megadonnees ou Big Data Dansses travaux il s applique aobtenir des informationscohérentes et utiles a partirdu nombre considérable dedonnees générées par lesobjets connectes
Fils d une modiste et d'unfinancier, titulaire d undoctorat en bio-mforma-tique du University Collegede Londres, Rand Hindi estaussi passe par la Californieet le Canada pour suivredes cursus de creativite ala Smgularity University,« universite hors du commun » fondée par l'mformaticien Ray KurzweilRevenu en France il fondeSmps en 2013 et met aupoint Tranquilien uneapplication qui estime leremplissage des trains debanlieue parisienne a partir de probabilités obtenuesa partir des megadonneesde la SNCF
Aujourd'hui, il cherchea mieux synchroniser les
Big Datainformations des objetsconnectes, comme le fontles labos de Google, Apple,Yahoo ou Microsoft II veutles doter d'une intelligenceartificielle contextuelle,c'est-à-dire leur permettred'apprendre par euxmêmes pouradapter leursactions a leur contexte Saderniere pépite Smps Day,qui sortira en septembresous Android ou lOS, dis-pose d'une interface intmtive qui suggère tous lesservices accessibles selonl'agenda et l'endroit ou setrouve son utilisateur •Hubert D'Erceville
R Hindi, «Discrimination of NearNative Decoy Structures usmgStatistical Potentials» DoctoralThesis, lld. 2012
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> Véronique CornierSécurité dcs protocoles informatiques
f érue d'énigmes mathématiques depuis I enfanceVeronique Cortier 37 ans est fascinée par « lasimplicité des problèmes poses et l'élégance des
preuves » A l'Ecole normale superieure de Cachan, ellechoisit donc l'option mathématiques Ses professeursl'«obligent a suivre un cours d'informatique» Réticenteelle découvre une discipline plus théorique qu'elle nel'imaginait, au point de passer une these dans le domaineEn 2010, elle devient directrice de recherche et se voit attnbuer la tres sélective bourse europeenne ERC qui recompense des projets de recherche originaux et prometteurs
Au sem du Laboratoire lorrain de recherche en infor-matique et ses applications, Veronique Cortier améliorela securite et la transparence des systemes de vote surInternet utilises notamment par les professionnels ouparles Francais de I etranger pour élire leurs députes Cessystemes reposent sur le cryptage des bulletins de vote,
illisibles pour quiconque ne détient pas de cle Toutefois,le cryptage ne suffit pas des failles peuvent exister dansles protocoles informatiques eux-mêmes (l'ensemble desprocedures a respecter pour echanger des informationsen ligne) La chercheuse met donc au point des algo-rithmes qui explorent l'mtimite du fonctionnement desprotocoles de vote et vérifient automatiquement leurniveau de surete Pour assurer l'anonymat des votants,eDe développe également des systemes de dépouillementqui utilisent un chiffrement dit « homomorphique » Leprincipe ' Realiser des operations directement sur lesdonnees cryptées et vérifier la cohérence du resultat d'unvote, autrement dit son bon déroulement, sans avoir a lirele contenu des bulletins Une preuve élégante et transpa-rente de l'absence de fraude • Gautier cariouV Cortier el B Wannschi, Conf Programming language; and Systems, «Computationally Sound Automated Proofs for Security Protocols», Springer 2005
> Mohamed ChetouaniRobotique développementale
M ohamed Chetouani asaisi la balle au bond«A la creation de l'Ins-
titut des systemes intelligents etde robotique, a Pans, en 2006, plu-sieurs laboratoires de robotique ontfusionne, raconte t il Dans ce climat
de changement on pouvait propo-ser des idees nouvelles » MohamedChetouani a beau être roboticientitulaire d une these en traitementdu signal applique a la reconnais-sance de la parole, il frappe a la portede David Cohen, chef du service depsychiatrie de l'enfant et de I ado-lescent, au centre hospitalier de laPitié Salpêtriere a Paris II lui proposeune collaboration autour du lien entreémotion et autisme pour identifiercomment des parents peuvent com-muniquer avec leur enfant autiste
Lorsque deux individus commu-niquent ils signifient leur attention par des hochements de tete dessourires, des sons Selon MohamedChetouani ce phénomène de synchrome est au coeur de l'interactionsociale Or l'autisme est une patho-logie de l'interaction sociale Pourmieux en comprendre les mecanismes, il est donc primordial de
reperer les manifestations de cettesynchronie «Dans le service de DavidCohen, les consultations sont filmées,ce qui permet d'analyser le compor-tement d'un enfant Toutefois, denombreux elements échappent a l'œilhumain, explique le roboticien age de36 ans J'ai donc eu I idée d'utiliser destechniques de traitement du signal etd'apprentissage automatique - unebranche de l'intelligence artificielle -pour reperer les signes de synchroniesur ces videos » Cela lui a permis depredire l'âge developpemental - ouage cogmtif - d'enfants autistes avecprecision Un premier succes qui l'apousse a remplacer l'adulte par Nao,un humanoïde barde de cameras etde micros Le recours a un robot «estune facon de contrôler les paramètresde l'interaction et donc de mieux lacomprendre » • G eE Delaherche IEEE Transactions on AffectiveComputing 3, 349,2012
