Intelligence artificielle : des mini-cerveaux vivants peuvent désormais contrôler des robots

La recherche sur les organoïdes — de petits amas de cellules vivantes spécialisées cultivées en laboratoire qui imitent le fonctionnement d’un organe — avance à vitesse grand V. Initialement, cette approche a surtout été utilisée pour tester des substances sur des populations de cellules bien spécifiques, notamment dans le développement de traitements médicamenteux. Mais depuis quelque temps, il y en a un type bien précis qui semble attirer nettement plus d’attention que les autres : les organoïdes cérébraux.

Ces mini-cerveaux synthétiques qui ne peuvent ni penser ni ressentir quoi que ce soit, mais demeurent tout de même fonctionnels au niveau le plus basique jouent un rôle important dans la neuroscience fondamentale, mais pas seulement. Aujourd’hui, de plus en plus de chercheurs explorent aussi leur intérêt dans le cadre du machine learning.

Les cerveaux sur puce, nouveaux chouchous des chercheurs en IA

En effet, un vieil adage dit que le cerveau humain reste l’ordinateur le plus puissant qui soit — une interprétation renforcée par le fait que les modèles IA actuels essaient tant bien que mal à imiter son architecture, avec plus ou moins de succès.

Après tout, les deux technologies reposent sur les mêmes mécanismes fondamentaux. Un grand nombre de neurones, soit virtuels soit biologiques,  forment des réseaux dynamiques dont l’architecture évolue à chaque fois qu’ils sont soumis à un signal.

De plus en plus de chercheurs partent donc d’un constat finalement assez pragmatique : pourquoi prendre la peine de recommencer à zéro pour produire une pâle copie du cerveau humain, alors que l’on pourrait utiliser directement cette merveille biologique que l’évolution a pris la peine d’optimiser pendant des millions d’années ?

Cette idée longtemps restée cantonnée à la science-fiction commence à produire des résultats assez spectaculaires. En l’espace de cinq ans, nous avons par exemple vu émerger des amas de neurones synthétiques capables jouer à Pong, de reconnaître des mots ou encore de résoudre des équations mathématiques. Plus récemment, la startup suisse Final Spark a même conçu une plateforme de « neuro-cloud computing » pour permettre aux chercheurs du monde entier d’expérimenter avec cette technologie.

Mais nous venons peut-être de franchir un nouveau cap ; dans un communiqué repéré par New Atlas, un groupe composé de chercheurs chinois a affirmé qu’une intelligence artificielle incarnée par un organoïde cérébral était désormais capable de… contrôler un robot.

Des robots avec un vrai cerveau

Le communiqué de l’Université de Tianjin (traduit grâce à DeepL) suggère que ce concept, baptisé MetaBOC (pour Brain-On-Chip, « cerveau sur puce » en anglais), est encore loin d’être mature. L’image présentée en tête d’article n’est d’ailleurs pas un produit fini ; c’est seulement un objet de démonstration qui cherche à montrer à quoi un tel androïde pourrait ressembler. Mais les bases conceptuelles sont déjà relativement bien en place.

Cette architecture repose sur un microcontrôleur spécialisé qui se charge de faire le lien entre le robot et son cerveau synthétique. En substance, c’est le même concept utilisé par les chercheurs qui ont fait jouer leur organoïde à Pong, mais appliqué à une interface mécanique. Selon les auteurs, cette architecture permet d’utiliser l’organoïde cérébral comme un modèle de machine learning embarqué. Le robot peut ainsi apprendre progressivement à se déplacer, à éviter des obstacles, et même à saisir des objets.

De nombreux obstacles à surmonter

Le communiqué des chercheurs ne précise cependant pas la méthode exacte grâce à laquelle ils comptent effectuer ce processus d’apprentissage par renforcement. Ils pourraient miser entièrement sur l’électronique, en utilisant de minuscules impulsions électriques comparables aux signaux véhiculés par le système nerveux. En parallèle, ils pourraient aussi utiliser des substances comme de la dopamine de synthèse pour encourager le cerveau sur puce lorsqu’il accomplit une action satisfaisante.

Quelle que soit l’approche choisie, il reste énormément de travail avant d’arriver à un robot fonctionnel. En effet, même si les neurones organiques présentent un certain nombre d’avantages par rapport à leurs équivalents virtuels, notamment au niveau de la consommation d’énergie et de la flexibilité, construire la machine autour d’un organite vivant a aussi ses inconvénients. Cela implique notamment de concevoir tout un système de support de vie pour apporter des nutriments et de l’oxygène, maintenir une température viable, protéger l’ensemble des micro-organismes, et ainsi de suite. Et ces facteurs vont grandement complexifier l’intégration.

Malgré ces limites, il sera très intéressant d’observer l’évolution de cette thématique. Ce n’est probablement qu’une question de temps avant qu’un laboratoire n’accouche d’un prototype fonctionnel. Et le processus qui nous mènera jusque là s’annonce assez fascinant, aussi bien d’un point de vue strictement technologique qu’au niveau éthique. En effet, l’arrivée des premiers systèmes mécaniques dotés de cerveaux artificiels, même très rudimentaires, promet de confronter l’humanité à une ribambelle de questions existentielles assez inconfortables sur la nature de l’intelligence, les notions de conscience et de sentience, et ainsi de suite.

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