Il y a un demi-siècle, 2001: une odyssée de l'espace imaginait un avenir alimenté par des ordinateurs de haute technologie pensant, appris et adaptés. HAL (ordinateur algorithmique programmé de manière heuristique) 9000, l'ordinateur «sensible» qui dirigeait le vaisseau de l'équipage, Discovery One, était au cœur de cette vision. Dans le film, HAL remplissait les fonctions de centre de contrôle de mission, d'assistance à la vie et de sixième membre de l'équipage, rendant possible une mission ambitieuse de Jupiter pour les six astronautes du navire.
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Aujourd'hui, alors que nous envisageons d'envoyer les premiers humains sur Mars, l'idée de HAL brille de nouveau aux yeux des chercheurs. Dans environ 15 ans, la NASA envisage de placer les premiers humains en orbite autour de la planète rouge, ce qui impliquera un voyage plus éloigné que jamais de la Terre. Contrairement aux fous de la lune, ces astronautes ne pourront pas compter sur le contrôle au sol pour trouver une solution rapide. Si quelque chose ne va pas, ils auront 40 minutes pour obtenir une réponse de la Terre.
"Houston, nous avons un problème" n'est pas vraiment une bonne option, car la réponse est trop lente ", a déclaré Ellen Stofan, ancienne scientifique en chef de la NASA, lors d'un sommet sur les voyages dans les espaces lointains organisé par The Atlantic . "Je n'arrête pas de dire, nous avons besoin d'une belle HAL."
En 1968, lors de son apparition sur les écrans de théâtre, 2001 est rapidement devenue une expérience de pensée emblématique sur l’avenir de l’humanité dans l’espace. Loué pour sa vision novatrice et son attention portée aux détails scientifiques, le film a été salué par le magazine WIRED comme "une prévision soigneusement préparée pour l'avenir".
HAL, par extension, est devenu une référence culturelle importante pour quiconque pense à l'intelligence artificielle et au futur de l'informatique. Il peut parler, écouter, lire les visages et (surtout) les lèvres, interpréter les émotions et jouer aux échecs. En 2015, WIRED l'a qualifié de "proto-siri". L’équipage en dépend pour tout, ce qui devient un problème lorsque, à 80 millions de kilomètres de la Terre, HAL commence à se comporter de manière erratique.
C'est parce que HAL de 2001 n'était pas bien. En tant que principal adversaire du film, il a fini par faire appel à l’équipe pour tenter de «sauver» la mission.
Néanmoins, "de nombreux scientifiques font eux-mêmes partie de l'héritage de HAL", a écrit David Stork, aujourd'hui informaticien à la société de technologie Rambus, dans son livre de 1996, HAL's Legacy . Pour le livre, Stork a interviewé certains de ces scientifiques à l’occasion de "l’anniversaire" de HAL (date à laquelle il est devenu opérationnel) dans le calendrier de la romanisation de 2001 .
"Vous ne pouvez pas vous empêcher d'être inspiré", déclare Jeremy Frank, informaticien qui dirige le développement de l'IA et d'autres technologies automatisées pour les futures missions de la NASA, en 2001 et d'autres représentations de la science-fiction. Il convient avec Stofan que l'IA sera d'une importance vitale pour les missions spatiales habitées. "Nous allons absolument devoir avoir quelque chose."
Ce que ce sera, n'est pas encore clair, dit Frank. Une HAL réelle devrait pouvoir surveiller à tout moment les systèmes d'assistance à la vie pour éviter tout désastre, gérer la production d'énergie, effectuer une navigation de base sur le pilote automatique, surveiller les capteurs pour détecter d'éventuelles erreurs, etc. Mais quoi que cela implique, cette intelligence artificielle aidera les astronautes à se libérer des détails quotidiens pour pouvoir rester concentrés sur la mission et la science.
"Le rôle immense de l'intelligence artificielle est de permettre aux humains de rester en dehors des tranchées", déclare Steve Chien, chef du groupe d'intelligence artificielle du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, qui aide les rovers et les sondes à choisir les données à renvoyer sur Terre, et même sélectionner des objets et des zones à étudier par eux-mêmes. Pour l'IA, cela signifie reprendre la plupart des tâches les plus banales de maintenance et d'opérations de l'engin spatial (et potentiellement d'une base martienne) pour permettre aux astronautes humains de se concentrer sur des tâches plus abstraites telles que des expériences scientifiques.
"C'est un moyen beaucoup plus efficace de faire de la science", explique Chien, dont l'équipe a aidé à développer une technologie d'intelligence artificielle qui a été utilisée pour le robot Curiosity sur Mars. "Nous ne voulons pas que l'astronaute passe tout son temps à veiller au fonctionnement du système d'assistance à la vie."
Pour une mission de la NASA sur Mars, l'intelligence artificielle pourrait prendre en charge une partie du travail effectué par des dizaines de personnes travaillant 24 heures sur 24 au centre de contrôle de mission de Houston, au Texas. (James Blair / NASA) Mais demander à un système d'IA de réaliser toutes ces tâches n'est pas une mince affaire, prévient Frank. Même en temps normal, HAL dans la vie réelle devrait gérer de nombreux systèmes indépendants, dont certains sont complexes à exploiter par eux-mêmes. Pour que l'IA puisse répondre à diverses situations, ses créateurs devraient anticiper et cartographier toutes ces situations. "Décrire le problème prend juste énormément de temps et d'énergie", déclare Frank.
"Il y aura beaucoup de choses compliquées, de la température à la pression, en passant par la nourriture et la navigation", explique Stork des défis auxquels une intelligence artificielle serait confrontée à chaque minute d'une mission spatiale. Dans le cadre de missions spatiales antérieures, ces problèmes ont été gérés par des ordinateurs au sol, des astronautes assidus et même par le personnel de la NASA, dotés de règles de calcul.
"Vous avez besoin de systèmes informatiques extrêmement sophistiqués", déclare Frank. "Nous ne sommes plus sur la Lune avec le type de puissance de calcul que possède mon iPhone."
Tout ce qui est utilisé dans une mission spatiale doit être transporté dans l’espace et travailler dans les espaces restreints d’un vaisseau spatial, explique Frank, sans parler de sa capacité à fonctionner avec une source d’énergie limitée, généralement à partir d’une petite génératrice nucléaire. En bref, plus l’intelligence artificielle d’une mission spatiale sera sophistiquée, plus vous aurez besoin d’un ordinateur. Malgré les progrès technologiques, souligne Frank, "le logiciel a une masse".
L'intégration de tous ces logiciels ensemble constituera l'un des plus grands défis de la création d'un ordinateur d'intelligence artificielle pour vaisseau spatial, explique Frank. Il ne fonctionnera pas de mettre en place des systèmes informatiques distincts mettant l'accent sur différents aspects. Sinon, on pourrait se retrouver dans une situation semblable à celle d’une équipe de rameurs peu coopératifs sur un navire.
"Ces outils n'ont jamais été conçus pour s'intégrer les uns aux autres", explique Frank, "sans parler d'un engin spatial conçu pour fonctionner en mode informatique limité".
En 2001, le problème n'était pas la capacité de HAL à traiter et à exécuter les tâches qui lui étaient assignées. Lorsque les astronautes tentent de désactiver certaines fonctions de traitement de HAL, il entreprend de tuer les humains pour se préserver. La crainte qu'un ordinateur aussi puissant devienne un voyou pourrait sembler strictement du ressort de la science-fiction. Mais en réalité, ce n’est pas un mince défi pour les chercheurs.
"Cette question existe dans tous les systèmes que nous construisons", déclare Chien. "À mesure que nous construisons des systèmes de plus en plus complexes, il nous devient de plus en plus difficile de comprendre comment ils vont interagir dans un environnement complexe."
Il est presque impossible de savoir comment fonctionne l'intelligence artificielle complexe. En fait, de nombreux informaticiens décrivent encore la façon dont les machines apprennent comme une "boîte noire". Les réseaux de neurones artificiels fonctionnent souvent beaucoup comme le cerveau humain. «Malheureusement, ces réseaux sont aussi opaques que le cerveau», écrit Davide Castelvecchi pour Nature . "Au lieu de stocker ce qu'ils ont appris dans un bloc de mémoire numérique, ils diffusent les informations de manière extrêmement difficile à déchiffrer."
Cela rend difficile la programmation dans des coffres-forts, dit Chien, car il est impossible d’imaginer comment une intelligence artificielle qui grandit, grandit et s'adapte réagira à chaque situation.
Frank pense qu'il faudra programmer correctement les ordinateurs et les astronautes qui travaillent avec eux. "Vous devez simplement considérer l'IA comme une autre partie du système, et parfois votre système vous ment", dit Frank. En 2001, HAL s’annonce «infaillible et incapable d’erreur», mais même les ordinateurs actuels ne sont pas infaillibles. Les personnes travaillant avec un ordinateur d'intelligence artificielle doivent savoir qu'il ne faut pas lui faire confiance par réflexe, mais le traiter comme n'importe quel ordinateur normal pouvant parfois se tromper.
Aujourd'hui, 50 ans après la sortie de 2001: l'odyssée de l'espace, l'héritage de HAL est-il proche de la vision de Stofan concernant les voyages dans l'espace lointain?
"Nous l'avons maintenant en petits morceaux, " dit Stork. Certaines de nos avancées sont remarquables - par exemple, une forme d'intelligence artificielle se trouve dans beaucoup de nos poches avec une technologie de reconnaissance vocale telle que Siri à laquelle nous pouvons parler par conversation. Il y a AlphaGo, l'ordinateur de l'IA qui a battu un champion humain du jeu de stratégie complexe Go. Les ordinateurs de l'IA ont même écrit de la littérature. Mais tous ces efforts ont pris des machines spécialement conçues et des années de travail pour accomplir ces tâches singulières.
"L'intelligence artificielle fait beaucoup de choses incroyables dans le cadre de nombreuses tâches ciblées, mais veut-elle être aussi stratégique qu'un humain intelligent?" Dit Chien. "C'est le défi de demain."
Cette perspective est rendue encore plus difficile par le fait que la NASA, contrairement à Silicon Valley, a tendance à être opposée aux risques liés à l’essai de nouvelles technologies, explique Chien. Pour ce qui est des vols spatiaux, ajoute-t-il, cela est compréhensible. "Il faut un million de choses pour que ça marche", dit Chien. "Quelques petites choses doivent aller mal pour que cela ne fonctionne pas."
Pour Frank, il semble extrêmement difficile d'imaginer un ordinateur d'IA remplaçant toutes les fonctions des personnes travaillant dans le centre de contrôle au sol de la NASA, toujours doté d'au moins six personnes, 24 heures par jour, sept jours par semaine, comme HAL. était capable de. "Mais la bonne nouvelle est que nous ne pensons pas que vous ayez besoin de les remplacer tous", déclare Frank. Pour une mission sur Mars, précise-t-il, les astronautes pourraient toujours compter sur un contact régulier, mais pas instantané, avec la Terre.
En réalité, l'intelligence artificielle sera plus cruciale pour les missions que Mars, où les astronautes humains ne font pas partie du tableau, explique Chien. Lui et d’autres scientifiques se rencontrent régulièrement pour spéculer sur ce type d’avenir lointain, par exemple: comment enverriez-vous une sonde pour explorer les mers profondes de l’Europe, où aucun contact radio avec la Terre n’est possible? Qu'en est-il de l'envoi d'un vaisseau spatial automatisé vers un système solaire totalement différent?
"La NASA veut aller faire des choses dans des endroits où il est impossible d'envoyer des gens", dit Chien. "Ce ne sont que des idées folles - cela nécessiterait vraiment une IA."
