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Le programme robotique européen ECAgents
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 12/10/06

Ces informations sont résumées de celles fournies par le site ECAgents http://ecagents.istc.cnr.it/index.php?tmva=7
Les lecteurs souhaitant approfondir ces questions ont tout intérêt à se reporter aux originaux.

Nous estimons que ce programme, malheureusement peu connu, permet aux partenaires des avancées technologiques et conceptuelles importantes, dans un domaine, la robotique autonome, où l'Europe est jusquà présent peu présente.

Mais ses implications épistémologiques sont encore plus importantes, car
le projet permet une véritable reconstruction des mécanismes d'apprentissage cognitif qui intéresse non seulement le langage, mais aussi la création musicale et artistique. Nous sommes ainsi mieux à même d'apprécier, en étudiant les procédures réinventées par les robots, la façon dont les sociétés humaines et avant elles, de nombreuses sociétés animales, ont commencé à acquérir une autonomie neurale, support de leur autonomie culturelle. AI


Le programme ECAgents

Le projet se développe sur plusieurs années depuis 2003/2004. Il rassemble des partenaires ayant l'expérience des systèmes énumérés ci-dessus. La France y est représentée par le laboratoire de Sony, mais malheureusement pas par un laboratoire universitaire.

Les fondations scientifiques du projet s'inspirent des méthodes et des techniques découlant des recherches sur les systèmes complexes. Un système évolutionnaire de communication sera considéré comme un système complexe adaptatif, dont l'étude s'appuiera sur les théories de l'évolution, de l'information, des jeux, des réseaux, des systèmes dynamiques. Il existe encore aujourd'hui de grandes lacunes entre les recherches sur les systèmes complexes et les technologies de l'information, mais le projet vise à combler ces lacunes, ce qui représentera un objectif d'une très grande importance, susceptibles de nombreuses applications, en robotique auto-évolutionnaire, pour le web sémantique ou pour les technologies de communication sans fil.

Plus spécifiquement, le projet vise à :
- Développer de nouvelles générations de robots capables d'évoluer de façon autonome, de s'organiser et d'opérer de façon efficace dans un environnement dynamique,
- Définir les conditions permettant à une population de robots de développer un langage commun de communication et de partager des connaissances,
- Identifier de nouvelles méthodes et nouveaux algorithmes permettant d'obtenir ces propriétés émergentes.

Les choix méthodologiques sont les suivants:

- Constituer des populations d'agents: il s'agit d'agents qui en interagissant acquièrent de nouvelles capacités qu'aucun agent ne pourrait manifester seul.
- Les agents sont dotés de corps et sont physiquement situés. Ce sont donc des agents physiques interagissant entre eux et avec un environnement physique, d'une façon non symbolique, mais directe.
- Le système de communication des agents n'est pas défini à l'avance. Il émerge spontanément des interactions des agents entre eux et avec leur environnement physique. Il s'y adapte en permanence.
- L'ensemble s'auto-organise et évolue en fonction des changements des populations d'agents, des médias de communication qu'ils utilisent, de leur environnement et de leurs sujets d'intérêts.
- La stratégie de recherche ne consiste pas à étudier, comme on le fait traditionnellement, les modes de communication d'agents existant déjà dans la nature, mais à construire des populations d'agents artificiels à partir desquelles on conduira des expériences et on formulera des hypothèses.
- Au-delà, on étudiera les propriétés plus générales et plus abstraites de la communication au sein de grandes collections d'agents interagissant, par exemple le rôle de la topologie des réseaux d'interaction et de communication, les propriétés abstraites des systèmes de communication (contenu en information des termes utilisés, systèmes combinatoires contre systèmes non combinatoires, systèmes grammaticaux contre systèmes non grammaticaux, etc.), le rôle de l'interaction dynamique (théorie des jeux).
- A partir de ces recherches, le projet suggérera de nouveaux systèmes technologiques capables d'interagir entre eux et avec l'environnement en utilisant les méthodes étudiées (robots, appareils portables, calcul réparti, etc.).

Premiers résultats

On trouve sur le site du projet plusieurs documents du plus haut intérêt précisant les méthodes retenues par les diverses équipes de chercheurs associées dans le projet, ainsi que les objectifs restant à atteindre.
On consultera notamment (à la date de juillet 2006), les rapports suivants :
• Livre Blanc version 1 : Problèmes à résoudre et grands défis (anglais) 224 pages http://ecagents.istc.cnr.it/imgs/whitepaper.pdf
• Livre Bleu : une feuille de route pour la recherche (anglais) 43 pages
http://ecagents.istc.cnr.it/imgs/blu_paper.pdf

Le Livre Blanc

Nous nous bornerons ici à résumer le contenu du Livre Blanc, à regret car le Livre Bleu est tout aussi, voire davantage, intéressant concernant l’avenir de la robotique autonome.

Ce Livre Blanc, comme le Livre Bleu, est d’une grande richesse. Malheureusement, il exige du lecteur un certain nombre de connaissances en linguistique et en théorie de l’information qui ne le rendent pas d’une approche aisée. On verra pourtant, même en se limitant à une lecture rapide, que les objectifs des chercheurs visent bien à permettre aux robots avec lesquels ils travaillent d’acquérir des capacités linguistiques et d’auto-représentation bien supérieures à celles dont l’évolution a doté les animaux. Il s’agit en fait de viser à un niveau de performance mettant le robot au niveau de l’homme. Rappelons que, ce faisant, les chercheurs ne visent pas à programmer eux-mêmes les capacités qu’ils attendent des robots, mais à mettre ceux-ci dans des conditions de contrainte de développement leur permettant d’acquérir eux-mêmes ces capacités par apprentissage. Evidemment, les robots laissés à eux-mêmes sans interventions humaines n’auraient la possibilité d’acquérir ces compétences. Ils doivent être mis en condition favorable au départ. Mais il en est un peu de même dans la nature. On sait qu’un enfant se développant sans relations avec ses semblables et sans interactions avec un milieu stimulant risque de rester inapte à toute activité intellectuelle.

Les équipes signataires du Livre Blanc procèdent en plusieurs étapes :

1. définir les conditions de la communications entre animaux et robots animaloïdes dits animats. On sait qu’une voie d’expérimentation très fructueuse consiste à immerger des robots dans des sociétés animales, y compris dans des sociétés d’insectes, en dotant ces robots de moyens d’interface avec ces animaux qui soient reconnus par eux (par exemple des phéromones dans une expérience conduite par Jean-Louis Deneubourg dans le programme européen Leurre ). On peut ainsi infléchir le comportement d’un groupe, mais aussi, plus surprenant, conduire le mini-robot à se comporter lui-même comme un des membres de ce groupe. Ainsi devient-il possible d’élucider certains des moyens et certaines des fonctions de la vie sociale de l’espèce étudiée.

2. Définir les conditions de la communication de type humain (human-like communication) afin d’induire les robots à les implémenter dans leurs propres échanges. La difficulté est infiniment plus grande, du fait de la complexité des langages humains et de leurs modes d’utilisation. Pour cela, on définira les qualités propres au langage humain par rapport à celles des langages animaux, quelles que soient les espèces considérées. On observera ensuite si des robots mis en situation d’échange compétitif développent ou non ces qualités, et à quelles conditions.

Le principal responsable de ces études, Domenico Parisi, (Conseil National de la Recherche, Rome) propose ainsi d’identifier 8 caractères principaux caractérisant le langage humain. Le langage humain dispose de syntaxes permettant d’articuler entre eux des signes plus élémentaires, il est culturellement transmis et augmenté, il sert à communiquer avec soi-même (langage intérieur) et pas seulement avec les autres, il est capable de transmettre des informations sophistiquées sur le milieu extérieur, il peut utiliser des signaux non physiquement liés à l’émetteur (displaced signals) , il transmet des intentions, il est le produit d’un système nerveux complexe et finalement, il influence massivement la cognition.

Si l’on veut que des robots se dotent de tels langages, il faut les mettre dans des situations constituant des pré-requis qu’ils doivent apprendre à maîtriser. On peut en identifier deux : l’ « attention partagée » qui s’obtient chez les humains par différents mécanismes tels que le geste de désignation d’un objet ; et le partage d’un moyen physique de communication suffisamment complexe pour s’adapter à des besoins d’échanges très différents. Sur ce point, les technologies modernes permettent aux robots de communiquer par des moyens bien supérieurs à ceux dont disposaient les premiers hominiens.

3. Organiser une suite d’étapes permettant aux robots d’accroître progressivement les capacités de leurs systèmes linguistiques d’échange, en franchissant des seuils significatifs : par exemple création d’une syntaxe, d’une méta-grammaire…Luc Steels, directeur de recherche chez Sony-CSL, qui a coordonné les contributions sur ce point, propose six étapes au travers desquelles le robot devrait se retrouver doté d’une véritable langue de type humain ou, en tous cas, capable d’échanges avec les langues humaines.

Au-delà de ces premiers objectifs, le projet vise à répondre à deux autres enjeux majeurs. Le premier est d’ordre neurobiologique. Il s’agira de transformer les modèles computationnels du langage chez les robots en modèles neuraux susceptibles d’être utilisés pour comprendre l’acquisition et l’emploi du langage chez l’homme – ce qui est loin d’être encore clairement perçu aujourd’hui. Le second enjeu est d’ordre théorique. Il intéresse l’étude des systèmes complexes, en utilisant les acquis des expérimentations précédemment énumérées : comment par exemple un système macroscopique ressent les modes d’évolution des unités microscopiques dont il est constitué, comment les populations d’agents évoluent en fonction de tel ou tel changement global.

Le projet propose enfin diverses applications pratiques, d’intérêt industriel, sociétal ou commercial, intéressant les différents systèmes et matériels susceptibles d’incorporer les agents communicants étudiés précédemment sur un plan théorique.


Note

La société Sony-CSL http://www.csl.sony.fr/, partenaire important du projet, a présenté lors d'un symposium scientifique à Paris, Intensive Science, le 6 octobre 2006, les principaux développements actuels sur lesquels travaillent ses chercheurs. Il s'agissait de:
* The Active Listening Experience avec François Pachet
* The Robot's Playroom avec Frédéric Kaplan
* Visual computing avec Frank Nielsen
* The Origins of Language avec Luc Steels.

On trouvera des détails concernant ces différents développements sur le site de Sony.CSL


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