Une IA de DeepMind fait encore des siennes en apprenant à naviguer dans un espace virtuel labyrinthique

DeepMind, la start-up rachetée par Google et spécialisée dans l’intelligence artificielle, connue du grand public pour ses succès au jeu de go, vient de franchir un nouveau palier dans ses recherches. L’entreprise a développé un système d’intelligence artificielle capable de s’orienter plus efficacement qu’un mammifère dans un environnement virtuel semblable à un labyrinthe.

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Dans leur étude parue le 9 mai dernier dans la revue Nature – et dans une version plus abordable sur le blog de DeepMind –, les chercheurs, conduits par Andrea Banino, expliquent avoir entraîné un réseau neuronal artificiel qui, en essayant de résoudre ce labyrinthe, a développé lui-même une forme de conscience spatiale qui imite les "cellules de grille" des humains et des autres mammifères.

Les cellules de grille, clé du problème

Les cellules de grille ont été découvertes en 2005 et ont valu un Prix Nobel aux scientifiques du Centre de biologie de la Mémoire, en Norvège, sont des neurones présents dans le cerveau et nous permettant de connaître notre position dans l’espace. Schématiquement, nous pouvons dire qu’elles s’activent lorsque nous essayons de repérer notre chemin et notre situation dans un espace donné. Elles créent ainsi une forme de carte hexagonale et quadrillée. Vous avez l’idée ? Bien. La problématique, c’est que nous ne savons pas encore véritablement comment ces cellules de grille fonctionnent et de quelles manières elles s’activent dans le cerveau.

En faisant naviguer leur agent artificiel dans un espace virtuel carré, les chercheurs ont découvert que ces cellules de grille "émergeaient spontanément", "fournissant une convergence frappante avec l’activité des modèles neuronaux" observés chez les mammifères.

Une IA qui va droit au but

L’équipe de DeepMind a alors voulu aller plus loin en testant une théorie sur les cellules de grille – l’idée que ces neurones nous donnent une estimation de notre localisation dans l’espace en se basant sur des données vectorielles. En utilisant l’apprentissage par renforcement (le reinforcement learning), ils ont demandé à leur agent artificiel de choisir ses propres parcours à travers un environnement virtuel plus complexe pour atteindre son but. Les essais dans ce "jeu virtuel" ont permis de montrer que l’intelligence artificielle utilisait les cellules de grille non seulement pour avoir "conscience" de sa propre localisation dans l’espace, mais aussi pour trouver la direction et prendre des raccourcis à l’intérieur de cette forme de labyrinthe.

Qu'apportent ces découvertes ? D'abord, même si ces recherches ne lèvent pas tous les mystères liés aux cellules de grille, elles permettent de lever un peu du voile qui entoure ces neurones en donnant plus de crédit à la théorie du fonctionnement vectoriel. On voit aussi qu'un système d'intelligence artificiel est capable de surpasser celui d'un mammifère dans un environnement virtuel. Et, un jour peut-être, utiliser ces recherches pour permettre à un robot de se mouvoir dans un espace réel aussi facilement qu'un humain.

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