Introduction à l’intelligence artificielle

L’intelligence artificielle, souvent appelée « IA », est déjà tout autour de nous : dans notre téléphone, dans le moteur de recherche de notre ordinateur, dans les voitures et dans les maisons.

Elle nous aide à accomplir les tâches répétitives et complexes que nous sommes bien contents de lui confier. C’est un assistant pratique au quotidien.

1. Pourquoi parlons-nous tant de l’IA ?

Ces dernières années, l’intelligence artificielle a beaucoup progressé. Elle est même devenue experte dans certains domaines. Elle est maintenant capable d’exécuter des tâches sophistiquées grâce aux instructions que les ingénieurs ont programmées. Ces instructions sont appelées des algorithmes.

Défi du jour, vous rendre d’un point A à un point B.

Grâce aux millions de radios qu’elle a visionnées, une intelligence artificielle bien programmée peut aider les radiologues à identifier la fissure d’un os. Grâce aux millions de diagnostics qu’elle a analysés, elle peut guider les médecins dans le suivi de leurs patients. Elle peut aussi conduire une voiture, traduire un texte en français, piloter un satellite, vous donner le meilleur itinéraire ou suggérer une chanson qui vous plaira à coup sûr.

Ça a l’air chouette !

L’intelligence artificielle est donc sur toutes les lèvres : celles des chercheurs bien sûr, mais aussi celles des entreprises, du gouvernement et des citoyens à travers le monde. Chacun imagine ce qu’il pourrait faire avec. Halte ! Afin d’éviter de basculer dans la science-fiction et d’envisager un monde bientôt dominé par les robots, il est essentiel de comprendre de quoi on parle.

2. Comment ça marche ?

L’intelligence artificielle est un mélange de mathématiques et d’informatique. Ce n’est pas de la magie, mais bien des calculs. Prenons l’exemple d’une voiture autonome.

Une intelligence artificielle est capable de conduire une voiture toute seule, à condition qu’un ingénieur programme les commandes utiles pour passer les vitesses, freiner, reculer et les règles du code de la route. Rappelez-vous, ces instructions, ce sont les fameux algorithmes.

Il faut aussi que l’intelligence artificielle apprenne à distinguer les voitures des autres objets (panneaux, vélos, feux tricolores) afin d’adopter une conduite prudente. Comment faire ? L’ingénieur lui montre des tas d’images de voitures, de toutes les marques, de toutes les couleurs, sous tous les angles. Ainsi, l’intelligence artificielle devient capable d’identifier les éléments de la voiture qui ne changent pas : la voiture a des roues, des vitres, des portes, elle roule sur le sol. Et ceux qui changent : la couleur, la forme, la vitesse, la taille de la voiture.

Avec ou sans IA ? Cherchez l’intrus.

Elle se crée alors un gabarit « voiture » qui l’aide à distinguer les voitures des autres éléments qu’elle rencontre sur la route. C’est un bon début pour un conducteur novice ! Rappelons aussi que l’IA ne boit pas d’alcool, n’est jamais fatiguée et ne regarde pas son téléphone en conduisant.

Avec de bonnes instructions, l’intelligence artificielle est donc capable de réussir ce qu’on lui a demandé. Elle peut même défier l’être humain grâce à sa puissance de calcul. C’est ainsi qu’une intelligence artificielle a battu un champion du jeu de go en 2017 ! C’est un exploit qui n’avait encore jamais été envisagé car le jeu de go est extrêmement complexe. Il offre 10 puissance 160 combinaisons possibles, contre seulement 10 puissance 120 aux échecs et fait intervenir la psychologie des joueurs. Cela semblait donc impossible pour une machine de battre un être humain. C’est pourtant ce qu’a fait l’IA AlphaGo en remportant cinq parties à zéro ! Chapeau.

Défi suivant : traduire un texte.

Mais rassurez-vous, l’intelligence artificielle est loin de nous remplacer. Si elle est très douée dans la réalisation de tâches extrêmement spécialisées qu’un ingénieur lui a apprises (IA faible), elle est encore incapable de raisonner comme un être humain (IA forte). Elle ne peut pas prendre de décision en groupe, s’appuyer sur des émotions ou sur du vécu.

Elle peut en revanche devenir un assistant utile dans de nombreux domaines, notamment dans l’éducation !

3. Comment appliquer l’IA à l’éducation ?

Au cours des trente dernières années, d’importants progrès ont été mis au jour dans les domaines de la mémoire, du sommeil et de l’attention. Ces découvertes scientifiques peuvent aider les élèves à mieux apprendre et aider leurs professeurs à mieux identifier leurs besoins.

Lorsque nous comprenons mieux comment fonctionne le cerveau d’un enfant quand il apprend, nous sommes capables d’identifier les éléments extérieurs qui favorisent ses apprentissages et ceux qui les freinent. Nous pouvons donc l’aider à mieux apprendre.

Par exemple, Stanislas Dehaene, neuroscientifique français auteur du livre Apprendre ! : les talents du cerveau, le défi des machines, explique qu’un être humain n’a pas de curiosité pour les choses qu’il connaît déjà, ni pour les choses trop complexes. Il nous encourage donc à stimuler la curiosité naturelle des enfants pour répondre aux besoins de leurs cerveaux. À chaque âge, ses points forts.

Stanislas Dehaene identifie également 4 piliers de l’apprentissage :

1. L’attention : on apprend quand on est attentif et qu’on laisse entrer l’information sans se laisser parasiter par le monde extérieur.

2. L’engagement actif : on apprend quand notre cerveau est actif, engagé et qu’on génère des hypothèses.

3. L’erreur : on apprend en faisant des prédictions et des comparaisons. Faire une erreur envoie un signal au cerveau. On apprend donc de nos erreurs.

4. La consolidation : on ancre dans notre mémoire ce qu’on répète plusieurs fois. Les répétitions espacées dans le temps permettent une meilleure mémorisation. Un sommeil profond et suffisant est aussi indispensable pour permettre au cerveau de répéter ce qu’il a appris dans la journée et donc de mieux s’en rappeler. Dormir est un temps d’apprentissage.

13 conseils pour mieux apprendre du neuroscientifique Stanislas Dehaene

La recherche scientifique dessine ainsi de nouvelles modalités d’apprentissage. On imagine enseigner avec des contenus personnalisés selon les besoins de chaque enfant, définir des temps favorables pour revoir une notion ou évaluer une compétence différemment. Et surtout, on comprend qu’il est indispensable d’apprendre à apprendre.

4. Et si les professeurs s’appuyaient sur l’IA ?

Chaque enfant a ses préférences pour apprendre, comprendre, s’entraîner et mémoriser. C’est objectivement impossible pour un professeur d’identifier avec précision les besoins de 25 élèves.

C’est pourquoi, le professeur pourrait s’appuyer sur les progrès de l’intelligence artificielle. On a vu précédemment que l’intelligence artificielle était douée pour organiser de nombreuses données et appliquer les instructions qu’on lui a programmées. Elle pourrait donc devenir un assistant utile dans l’organisation des plannings de mémorisation ou la recherche d’exercices adaptés aux profils des élèves.

Tiens tiens, cela ressemble un peu à Navi n’est-ce pas ?

5. Un peu de lecture sur l’IA ?

Voici quelques lectures et vidéos au sujet de l’IA appliquée à l’éducation :

  • Apprendre ! : les talents du cerveau, le défi des machines – Stanislas Dehaene
  • Apprendre à lire : Des sciences cognitives à la salle de classe – Stanislas Dehaene

Crédits photos : Pixabay