Créer l’intelligence dans un ordinateur. C’est le Saint Graal de l’intelligence artificielle depuis toujours. Mais comment y parvenir ? 
Nous nous considérons comme des êtres hautement intelligents. Il est donc logique d’étudier notre cerveau, le substrat de la cognition, quand on veut créer une intelligence artificielle. Imaginez pouvoir répliquer nos propres cerveaux dans un ordinateur. Évaluez à présent le cheminement qui sera nécessaire. 
Le cerveau humain contient 86 milliards de neurones. Chacun est en communication constante avec des milliers d’autres, et chacun a ses propres caractéristiques individuelles. Répliquer le cerveau humain sur un ordinateur pourrait s’avérer être tout simplement trop énorme et trop complexe pour la technologie et le savoir que nous avons à disposition aujourd’hui. 
Je suis convaincue que nous pouvons répliquer un cerveau sur un ordinateur, mais nous devons commencer petit. Beaucoup plus petit. 
Ces trois insectes ont les cerveaux les plus fascinants au monde à mes yeux. Certes, ils n’ont pas une intelligence de niveau humain. Mais chacun est remarquable dans une tâche précise. On peut dire que ce sont des spécialistes très bien entraînés. 
Le scarabée bousier africain est très fort 
pour faire rouler des boules en ligne droite. 
(Rires) 
Ceux qui ont déjà fait un bonhomme de neige savent que ce n’est pas évident de faire rouler une grande boule. Imaginez maintenant faire rouler une boule de neige de votre taille avec la tête en bas. 
(Rires) 
Les fourmis du Sahara sont les pros de la navigation. Elles doivent souvent parcourir des distances considérables pour se nourrir. Une fois qu’elles trouvent de la nourriture, elles savent calculer le chemin le plus direct vers leur nid. 
La libellule est quant à elle la spécialiste de la chasse. Dans la nature, les libellules attrapent environ 95% de leurs proies. 
Ces insectes sont si bons à ce qu’ils font que les neuroscientifiques comme moi les étudient comme modèles systémiques pour comprendre comme leurs systèmes nerveux résout des problèmes précis. Dans mes recherches, j’étudie les cerveaux pour apporter ces solutions, le meilleur que la biologie a à offrir, aux ordinateurs. 
Prenons le cerveau de la libellule. Il a environ un million de neurones. Cela reste ardu de démêler un circuit d’un million de neurones. Mais, entre démêler un cerveau d’un million de neurones et celui de 86 milliards de neurones, le choix est assez simple. 
(Rires) 
L’étude de ces plus petits cerveaux d’insectes n’a pas pour objectif direct l’intelligence humaine. On étudie ces cerveaux pour ce que les insectes font bien. Dans le cas de la libellule, c’est l’interception. Quand une libellule chasse, elle ne fait pas que voler droit sur sa proie. Elle vole de façon à l’intercepter. Elle vise l’endroit où la proie sera. Un peu comme un joueur de foot, qui courrait pour intercepter une passe. Pour faire cela correctement, la libellule fait ce qu’on appelle une transformation de coordonnées, passant du cadre visuel de référence, c’est-à-dire ce qu’elle voit, au cadre de référence corporel, c’est-à-dire comment elle doit orienter son corps pour intercepter sa proie. 
Les transformations de coordonnées sont des calculs de base que les animaux font pour interagir avec le monde. On fait cela instinctivement quand on tend la main vers quelque chose. Si je tends la main vers un objet en face de moi, les bras ont une trajectoire différente que si je tourne la tête, et regarde le même objet mais de côté par rapport à moi et que je m’en empare. Dans les deux cas, mes yeux voient la même image de cet objet, mais mon cerveau envoie mes bras sur des trajectoires très différentes selon la position de mon cou. 
Et les libellules sont rapides. En d’autres mots, elles calculent vite. La latence, le temps de réaction nécessaire à la libellule pour adapter sa trajectoire, est de 50 millisecondes. C’est une latence extraordinaire, la moitié de la durée d’un clin d’œil. Mais surtout, cela implique que la libellule calcule comment intercepter en étonnamment peu d’étapes de calcul. 
Dans son cerveau, une instruction n’a besoin que d’un neurone ou d’une couche de neurones travaillant en parallèle. Un neurone a besoin de 10 millisecondes pour traiter les données d’entrée et réagir. Un temps de réaction de 50 millisecondes signifie que dès que la libellule voit sa proie dévier, il ne lui faut que quatre étapes de calcul, ou quatre couches de neurones travaillant en séquence, pour adapter son propre mouvement. En d’autres mots, si je veux étudier comment la libellule réalise des transformations de coordonnées, je dois comprendre un circuit neural, je dois étudier un circuit neural, qui a maximum quatre couches de neurones. Chaque couche a sans doute beaucoup de neurones, mais on a alors un petit circuit neural. Suffisamment petit pour pouvoir l’identifier et l’étudier avec les outils à disposition aujourd’hui. 
C’est ce que je fais. J’ai développé le modèle de ce que je crois être le circuit neural du calcul de la trajectoire de la libellule. Et voilà le résultat. Dans ce modèle, la libellule fait des transformations de coordonnées en une seule étape, une couche de neurones. Voilà un système que nous pouvons mettre à l’épreuve et comprendre. 
Dans une simulation informatique, je peux prédire les activités des neurones individuels d’une libellule en train de chasser. Par exemple, je prédis le potentiel d’actions, c’est-à-dire les pics, qui sont initiés par un neurone, quand la libellule détecte le mouvement de sa proie. Pour tester ce modèle, avec mes collègues, on compare les réactions neurales qu’on a prédites avec celles qu’on a enregistrées dans le cerveau d’une libellule. Ce sont des expériences où nous mettons des libellules vivantes dans une réalité virtuelle. 
(Rires) 
Certes, ces lunettes 3D ne sont pas très pratiques pour une libellule. Donc on leur montre des vidéos de proies en mouvement, et une électrode enregistre l’activité cérébrale des neurones. Elle aime bien le cinéma. Si les réactions enregistrées dans le cerveau correspondent aux prédictions de notre modèle, on aura identifié quels neurones sont responsables des transformations de coordonnées. L’étape suivante sera de comprendre les spécificités de comment ces neurones collaborent pour réaliser ces calculs. 
C’est ainsi que nous commençons à comprendre comment le cerveau fait des calculs basiques, ou primitifs. Je considère ces calculs comme les fondements de fonctions plus complexes, pas uniquement l’interception, mais aussi la cognition. 
La manière dont ces neurones font des calculs est sans doute différente de ce qui existe dans les ordinateurs. Et l’objectif de mon travail est d’aller plus loin qu’écrire du code qui réplique les modèles de l’activité des neurones. On nourrit l’ambition de développer une puce qui ne se limite à faire la même chose qu’un cerveau biologique, mais qui les fasse de la même façon qu’un cerveau biologique. Avec ça, on peut imaginer des drones dirigés par des ordinateurs de la taille d’un cerveau de libellule, capable de cibler un objet et d’en éviter des autres. Personnellement, je rêve d’une micro-armée qui protégera mon jardin des moustiques l’été. 
(Rires) 
Le GPS de votre téléphone pourrait être remplacé par un instrument de navigation basé sur le scarabée bousier ou la fourmi pour nous faire rentrer chez nous le plus facilement possible. 
Et qu’en est-il de l’énergie nécessaire pour faire fonctionner ces machines ? Aussi petit soit-il - pardon, aussi grand soit-il, le cerveau humain a besoin, estime-t-on, des mêmes besoins énergétiques qu’une lampe de 20 watts. Imaginez un monde où les ordinateurs inspirés du cerveau ont les mêmes besoins énergétiques que celui-ci. Aujourd’hui, on doit recharger son téléphone tous les jours environ. Avec une machine inspirée du cerveau, ce serait tous les quelques mois, voire toutes les quelques années. 
Le physicien célèbre Richard Feynman a dit : « Ce que je ne peux pas créer, je ne le comprends pas. » Je vois dans le système nerveux des insectes une opportunité de comprendre le cerveau à travers la création d’ordinateurs qui fonctionnent comme un cerveau. Créer de tels ordinateurs ne sert pas uniquement à la science. Il y a un potentiel d’impact concret pour nos engins, nos voitures, et même l’intelligence artificielle. 
Alors, quand vous croiserez un insecte, imaginez que leur petit cerveau peut mener à des ordinateurs remarquables. Pensez au potentiel que ces insectes nous offrent pour l’avenir. 
Merci. 
(Applaudissements) 
