Brevet FR2616563A1 — publié le 19881216

La présente invention concerne un dispositif électronique destiné à étre ajouté à l'unité arithmétique et logique des ordinateurs pour donner de nouvelles possibilités à l'Intelligence Artiiicieller Il est en effet raisonnable d'espérer qu'non jour,l'Intelligence Artificielle parviendra à égaler les performances du cerveau humait Tout l'effort des recherches en Intelligence Artificielle de ces derniéres décades-création de modules d'erganisation de la Mémoire-ou M.O.P. (Memory Organization Packets),par exemples reposé sur le besoin de donner à la machine le pouvoir d'inférer, faculté qui consiste à am- algamer deux variables nouvelles en une hypothèse concernant les causes possibles d'événements;elle est le substrat de la formation des croyan ees L'inférence est une opération mentale par laquelle l'on passe d'une assertion considérée comme vraie à une autre assertion au moyen d'un systéme de règles qui rend cette derniére assertion également vraie. Or nos ordinateurs-l'échec relatif des machines à traduire le prouverne savent pas inférer; il savent merveilleusement déduire, ont une logique irréfutable,une rapidité d'exécution inconcevablegmais il leur manque cette faculté essentielle qu'est le pouvoir dtiniérer. Comment ne pas étre séduit par l'idée que l'ordinateur pourrait étre capable d'apprendre,de mémoriser,de comprende, de faire des associa tions?Le fait de penser reste une énigme:comment nous souvenons-noua comment fonctionne le langage? Comment traduire tout cela en 1 et en O dans un ordinateur Ce pouvoir d'inférer est essentiel pour la comprehension (latin: comprehendere:prendre avec)d'un langagesainsi la phrase"La piéce est remplie de fumée "doit entrainer l'inférence"le feu s'est déclaré dans l'appartement";puisque précisément il n'y a pas de fumée sans feu;certes,mais la fumée n'est pas le feu::si nous traduisions le mot anglais"smoke" par"feu"nous commettrions un contre-sens*parce que le motnfeunest subordonné au mot fumée, il est sous-entendu; comme le seraient du reste les mots "flamme", "chaleur", "lumiére", "incendie"; alors que les mots"antre" et "caverne" sont équivalents;ou peut les remplacer l'un par l'autre;c'est que le premier rapport est un rapport analogique;alors que le second est un rapport logique que seul l'ordinateur connaitgor nous voulons donner à ltordinateur la possibilité d'efiectuer de tels rapports analogiques.c'est à dire de lui donner la cape- cité d'inférer; alors seront possibles deux figures de style hors de portée pour l'instant aux machines a traduire, la métaphore et la méto mymis; la métaphore étant une comparaison sous-entendue,la métonymie désignant un objet au moyen d'un terme uni au premier par une relation au mo yen de la connexion d'un signifiant à un autre signiiiantou l'on trouve tout le mécanisme du langage;par exemple la cause pour l'effet,l1effet pour la causale signe pour la chose signifiée, le contenant pour le con- tenu; par ce mécanisme d'inférencefles unités sémantiques sont décomposables en deux articulations: or toutes les langues naturelles humaines possédent cette structure à deux articulations Dés lorswon comprendra que donner à une machine la capacité d'inférer est bien plus qu'un perfectionnement auxilliaire;c'est tout le mécanisme de compréhension de la machine qui s'en trouvera bouleversé Par exem- pleyon est parvenu à créer des machines capables de démontrer les théorémes élémentaires de la Géométrie sans procéder par dénombrement;dans certaines conditions, la machine est parvenue à construire un programme; mais dés que l'on a voulu introduire une condition supplémentaire, la ma- chine s'en est révélée incapable;enfin la derniére étape à iranchiret non la moindreest de doter la machine d'intelligence; c'est à dire de la faculté d'apprendre Actuellementwles calculateurs sont inintelligents, c'est à dire incapables de se souvenir*incapables d'acquérir des réflexes ils peuvent recommencer le méme calcul des centaines de milliers de fois, sans en garder la gindre tracegsi l'on omet dtintreduire le programme, la machine ne sait rien faire. Pourquoi celay C'est que dans toute théorie informatique de la cognitif le mécanisme qui incarne la mémoire,la perception ou la référence indue tive n'existe jamais qu'au présent;l'état de la machine à l'instant T 1 ne survit encore à l'instant T qu'en tant qu'il a déterminé celui-ci; le défaut fondamental de la machine de ruring(modéle sur lequel sont battis tous les ordinateurs existants)est qu'elle ne peut relire elle même ce qu'elle a écrit sur son ruban, ce qui lui permettrait le souvenir; Hélas elle ne peut relire sa propre histoire que lettre par lettre, case par case ,en oubliant la lettre précédente dés qu'elle en aborde une nouvelle.Il n's a aucun moyen pour elle de relier êux symboles Le dispositif selon l'invention permettra de remédier à ces inconvénients;il aura précisément pour but de permettre à la machine de r"- lier deux symboles, opération qui lui permettra précisément le souve nir. Ce dispositif sera un circuit intégré qu'on superposera à l'unité arithmétique et logique de llordinateur I1 se nommera"opérateur dtin- férence, opérateur, parce que comme les opérateurs additionneurs ou mul tiplicateursil fera as opérations;mais ces opérations ne seont pas des opérations logiques ou arithmétiques; ce seront des opérations analogiques ou des inférences. Ainsi équipé,l'ordinateur verra ses performances multipliées par cent; Ce circuit intégré sera composé lui-méme de circuits logiques classiques dits "opérateurs"-dispositifs qui peuvent être de nature quelconque, indif féremment mécaniques,pneumatiques,hydrauliques,optiques,électriques,de quelque nature que l'on voudra;;et ces dispositiis engendreront un type nouveau de raisonnement, inapiré par algorithme, raisonnement que l'on annellera métaphorique ou métonymique.perce que précisément il permet deux figures ê style.la métaphore et la métonymie.performances jusque la inaccessibles à l'intelligence artificielle.cc type de raisonnement permettant désormais à l'ordinateur d'inférer et de se souvenir. Ce circuit intégré sera comparable à une petite usine avec son ingénieur ses contremaitres et ses ouvriers. L'ingénieur concoit,les contremattres agencent;les ouvriers fabriquent;ce qu'a conçu l'ingénieur,c'est l'algorithme,clé de tout le sys- téme;cet algorithme est interprété de différentes façons par les contre maitres qui le programment différemment;et les ouvriers se placent à différentspoints de la channe de montage pour exécuter la tâche,en mul tipliant ou divisant,selon le programme. Il y aura donc dans notre engin un algorithme *un ou plusieurs programmes et des dispositifs(mul tiplicateurs ,diviseurs)pour les exécuter Tout ceci constitue le circuit intégre qui prendra place dans l'unité calcul de l'ordinateur. UUiAGE:il il faut maintenant que le langage de l'ingénieur soit perçu par la machine;il faut donc transcrire le langage humain en"langage machine;par exemple si nous donnons au mot"aiglenle code I13,car le mot "aigle" est le 113yer mot du dictionnaire, il sera facile de transcrire 1139 en binaire beulement il y a 60.400 mots dans le dictionnaire Larousse;alors le chapitre Â aura pour code 1,le chapitre fl,2,le chapitres 0,15; appelons ces codes "indice" pour les distinguer de la "caractéristique qui sera pour "aigle" précisément 1139; le mot "aigle se codera donc: 1 (indice) 1139 (caracteristique) et s'écrira: 1*1139; le mot "oiseau" i*39l;transcrivons le tout en binaire;le codage est terminé. C'est une nécessité logique pour nous d'utiliser un code numéri que;le codage a pour but de permettre de communiquer l'information à la machinegil faut pour cela numéroter les informations de maniére à pouvoir ultérieurement effectuer des opérations arithmétiques;sans numérotation il serait impossible d'établir un rapport entre signifiant et signifiégor ce qui caractérise le langage humain,c'est précisément un rapport reliant le signifiant au signifié, le signifiant étant l'image acoustique d'un mot,le signiiié,le concept correspondant;ainsi nait le signe, phénoméne à double face qui oppose et relie le signifiant -vocal, écrit, gestuel-à un signifié corrélatif.Le signifié est le sous entendu du signiiiant;;ainsi le signifié justifie l'existence du signi fiant et n'est pas seulement la moitié du signe;le signifiant autori se et permet l'actualisation du signifié.Pour que ce rapport soit saisi par la machine, il est donc nécessaire de le matérialiser par une formule mathématique. CONSTITUTION DE L'ALGORITHME Un algorithme est une suite finie et ordonnée de régles, instructions et opérations en vue de résoudre une crasse de problémes. Le probléme qui se pose à nous est de permettre à l'intelligence artificielle d'inférer et de se souvenir. Nous venons de coder notre information, la transformant ainsi en unités discrétes binaires 0 et 1 et pouvant étre traitées arith métiquement par ès opérateurs additionneurs ou multiplicateurs. On peut ainsi écrire le rapport signifiant/signifié,si l'on veut par exemple exprimer cette idée que l'aigle est un oiseau: Oiseau 15 * 391 Aigle - 1 *1139 - 15 O,,4 Nous obtenons ainsi les résultats: -rapport des deux indices: 15 -rapport des deux caractéristiques: 0934 Appelons relation d'analogie le rapport signifiant/signifié et inducteur(d'indice ou de caractéristique) les résultats obtenus; tin voit im édiatement que si l'on connait la valeur unmérique du signifié(aigle:t * 1139)il suffit de multiplier l'indice 1 qui désigne l'aigle par le rapport 15, pour obtenir 15, indice du signi fiant;de méme en multipliant la caractéristique 1139 par le rapport 0,34,on obtiendra immédiatement 391,car si signifiant = signifié - N,on a bien sur: signifiant=signifié N. Mais alors il n'y a qu'à changer les inducteurs pour que la valeur du signifiant change;on peut ainsi rattacher à un signifié une infinité o signifiants;ainsi: et désignant s par signifié et S par signifiant: S = N ; S1 = N1 ; S2 = N2 ; S3 = N3 s s s s qui donnent: S=sN S1=sN1 S2=sN2 S3=sN3 etc... Voulons nous nous rappeler que aigle n'est pas seulement un oiseau, mais aussi un animal?Alors subordonnons le mot animal (1*2125) au mot Aigle (1*1139), soit: 1 * 2125 = 1 * 1,86 1 * 1139 A présent,voulons savoir si l'aigle est un animaliAlors multiplions l'indice 1 de l'aigle par l'inducteur trouvé,pais la caractéristique i139 de l'aigle par l'inducteur de caractéristique trouvé,et nous obtiendrons évidemment les références de l'aigle; donc l'aigle est un animaîl-ce qui est évident puisque si S' s il s'ensuit que S=sN... Ces rapports constituent la quantification du système, indispensable pour l'apparition de la mémoire,paisque pour se rappeler que l'aigle est un animal, la machine devra mettre en mémoi re les inducteur d'indice et de caractéristique 1* 1,86 et pour se rappeler que l'aigle est aussi un oiseau, les inducteurs 15 et 0,34. Mais ne comprend tton pas de ce fait que la machine a acquis ainsi la comprehension d'un texte,puisqu'une comprehension est iai te d'un infinité de sous-entendus;ainsi notre machine sait que l'ai gle est un animal et un oiseau,mais elle pourrait aussi apprendre qu'il est vertébré ou homéotherme .La machine a acquis la comprehensinon du langage:actuellement aucune machine,méme parlante,n'a ce pouvoir;or pour qu'il y ait langage, il faut qu'il y ait rapport entre les inducteurs de telles manière que n0 soit lié à N1 par une channe logique, ce qui est évidemment le cas puisque tous les signi fiants sont divisibles par s: S = N ; S1 = N1 ; S2 = N2 ; S3 = N3 ;S4 = N4 s s s s s STRUCTURE DU LANGAGE Un a donc affaire ici à un fichier séquentiel;un fichier séquentiel sur un ensemble Y est une suite finie d'éléments à V munies de certaines propriétés(ex:ensemble des passagers d'un avion devant le gui chet de douane;donc tous les inducteurs peuvent étre liés entre eux par les lois de la théorie des ensembles;ainsi le signifiant S est il lié au signifié s -il lui est subordonné-et sous-entendu par un rapport logique;c'est pourquoi nos ordinatears,ayant déjà la mémoire immédiate acquiéreront-ils le souvenir, a la façon d'un homme quiwponr se rappeler une affaire urgente ,a fait un noeud à son mouchoir. MECANISME DE SELECTION MEMOIRIEL ; MECANISME DE LA SIGNIFICATION Les innombrables relations analogiques possibles entre les choses ne tarderaient pas à encombrer la mémoire,s'il n'existait pas un mécanisme destiné à faire tomber les associations dans l'oubli, puis à les faire réapparaitre de façon opportune. Il n'est pas nécessaire de conserver en mémoire immédiate toutes les associations inductives;elle doivent au contraire étre mises à l'écartet rappelées en temps utile. On peut ainsi faire subir une transformation simple à l'al gorithme S en introduisant un nouveau signifiant S', soit: s A insi a t'on éliminé le signifiant S pour le remplacer par le signifiant S';il y a obtention d'un nouveau rapport d'analogie N'.Dans ce cas,le produit de l'inducteur par le signifié(Nt,) est égal à la valeur du signifiant S'; il n'est donc pas nécessaire dd le conserver en mémoire On peut ainsi rapporter à 8 une infinité de signifiés.Dans l'exemple précédent: Oiseau = Ni Animal =N2 Aigle Aigle Il suffit de multiplier la valeur du signifié par Ni ou N2 pour retrouver le genre ou ltespéce(oiseau,animal.)Mais il faut obser- ver que le fait d'établir une relation entre le mot Aigle et les motsbiseau et Animal constitue une métonymie, en l'occurence ou un étre(l'aigle)est subordonné à une catégorie d'étres (oiseaux); c'est à dire que l'esprit y a opéré une inférence. L'OUBLI EST LA CONDITION DU SOUVENIR Dans l'algorithme ci-dessus*on a constaté la disparition du terme S;il a été"oublié"par la machine dans le but d'acquérir une nouvelle connaissance, le rapport N2. Une acquisition de connaissances comporte nécessairement une telle opération;les capacités à la mémoidevenant ainsi infinies. L'oubli est la condition du souvenir;connai sant s et N on pourra toujours faire surgir S de l'oubli;cette cascade de relations constitue la structure du langage. LE SUUS-NtENW Dans les rapports S et S', est sous-entendu à S et S'; on peut in s s férer de s à S ou S';il suffit de les multiplier par leurs inducteurs respectifs;(Ni et N2).Ainsi la machine peut-elle accéder à la métaphore et la métonymie, clés de la comprehension. Il nous faut maintenant d'écrire les mécanismes qui permettront de réaliser les exigences logiques de l'algorithme; ces mécanismes se présenteront tout simplement sous la forme de circuits intégrés. ETABLISSEMENT DES PROGRAMMES L'algorithme élaboré, il s'agit maintenant de faire exécuter le travail projeté; soit à exécuter: S x S1 ; ont voit qu'on peut le faire de deux s S façons: 1er programme -Codage préalable des mots du vocabulaire choisi;codage des signifiés et des signifiants,en indice et en caractéristique (ex: oiseau : 15*391; animal: *2125; aigle: 1*1139, etc...) -transcription en binaire selon les formules connues -Diviser S par s pour obtenir Ni -mettre N1 en mémoire -diviser S1 par 8 pour obtenir N2 -mettre N2 en mémoire -multiplier Ni par N2 -FIX 2eme programme(qui n'est qu'une variante du ler) -Codage préalable des mots du vocabulaire choisi;co-- dage des signifiés et des signifiants,en indice et caractéristique comme ci-dessus;transcription en binaire selon les formules connues -trultiplier S par SI --Mettre le produit Ni en mémoire -multiplier s par S -mettre le produit N2 en mémoire -Diviser le produit N1 par le produit N2 -FIN On peut faire disparaitre et réapparaitre les signifiants à volonté;;il suffit de conserver les inducteurs en mémoire; Dans ce systéme0le signifié reste sous-entendu à tous les signifiants possibles.puisqu' ils sont unis par un rapport: ex: le rapport oiseau a pour valeur (15*0,3432) et on obtient bien la caractéristique du mot oiseau en multipliant 0,3432 par la caractéristique du mot aigle soit: 1139, puisque: 1139 x 0,3432 = 391 ; de méme pour les indices. CONCEPTION D4 UN CIRCUIT INTEGRE Ln opérateur d'inférence est donc un dispositif constitué d1opéra- teurs(mécanismes effectuant des opérations)arithmétiques,commandés par un algorithme;si l'algorithme est nécessairement immuable,il importe peu que les opérateurs soient mécaniques, électriques, pneu- matiques, hydrauliques, optiques, etc...et bien sir électroniques,so lution retenue à cause de ses avantages;leur nombre, leur dispose tion, leur nature importe donc peuspar exemple il pourrait étre possible de faire effectuer deux opérations analogues, multiplier et diviser, par le même opérateur en modifiant les entrées; tout ceci n'a pas d'importance; ce qui importe c'est le but: réaliser l'algorithme décrit-et le résultat donner à l'ordinateur la mémorisation,le sous-entendu,la possibilité d'inférer-et lui permettre de réaliser deux figures de style:la métaphore et la métonymie;il s'eh suit qu'ainsi le domaine de l'invention est parfaitement défini. t Décrivons maintenant les circuits logiques déterminés par les deux programmes précédents. Un bloc ou module fondtionnel est un dispositif ou la grandeur de sortie d'un signal dépend d'une grandeur d'entrée ou d'une combinaison de grandeurs d'entrée;le modéle théorique est l'opérateur fonctionnel;le signal de sortie est fonction i êux signaux x(t) et u(t)-un signal d'entrée et un signal de commande. On obtient un opérateur paramétrique linéaire ssu(t) est une constante;ce sera le cab oes opérateurs utilisés dans le montage. La fig .1 1ére méthode)mntre comment avec deux diviseurs indiqué8( )et notés A et s-et un multiplicateur noté(x) et appelé C on peut réaliser l'algorithme; A, le premier diviseurwreçoit deux si gnaux d'entrée,s(t) et (t);la fonction de sortie est Nl(t);le se cond opérateur diviseur B recoit deux signaux d'entrée,rl(t)et s(t) il en résulte un signal de sortie N2(t);il faut maintenant multipli er YS par N2;c'est le rôle de Csle multiplicateur(x) qui recevra deux signaux d'entrée,î(t) et N2(t) et donnera le signal de sortie Â1.N2(t). La fig -(2éme méthode)montre comment avec us multiplica teurs A et B notés(X) et un diviseur(:) C on obtient le méme résul tat;le premier multiplicateur h recoit deux signaux d'entrée:3(t) et ì(t);le signal de sortie est N'l(t);le second multiplicateur B reçoit deux signaux d'entrée (t) et s(t) ;il en résulte un signal de sortie N12(t);il faut maintenant diviser N'1(t) par N'2(t) c'est le rôle du diviseur C(s) qui revevra deux signaux d'entrée, N'1(t) et N'2(t) et donnera le signal de sortie:N'1/N'2(t) Deux diviseurs et un multiplXcateur,ou deux multiplicateurs et un diviseur,cela ne fait pas un circuit intégré bien compliqué pour l'électronique moderne qui en fait bien d'autres, et cela se disposera bien aisément sur la plaquette support; il suffira donc de réaliser un petit circuit imprimé dont les conducteurs suivront le sens des flèches et aboutiront aux diviseurs et aux multiplica- teurs de la fig 1 ou de la fig 2,choisies indifféremment puisque de performances équivalentes;ces petits circuits intégrés seront alors reliés à chaque circuit logique de l'ordinateur-un circuit intégré par circuit logique-dans l'unité arithmétique et logique de l'ordinateur* qui deviendra de ce fait uneunité logique, arith- métique et analogique"(on pourrait aussi l'appeler métonymique) Ainsi avons nous décrit un mode de réalisation en précisant la structure et le fonctionnement LA MACHINE A TRADUIRE La preuve que nos ordinateurs sont imparfaits est justement l'impossi- bilité que l'on a à obtenir d'une machine une traduction intelligen te;on a beau agrandir les mémoires,enrichir le vocabulaire,enseigner à la machine les règles de lasyntaxe;mais l'analyse de la structure logique d'un langage ne suffit pas à elle seule de solution au problème de la traduction; pourtant ces machines ont des capacités stupéfiantes;t(iOTll souligne que les vitesses de lecture de 100.000 mètres seconde permettent de retrouver un mot dans une mémoire permanente en I/50 de secondegun traducteur humain traduit à 300 mots heure ; on prévoit qu'une machine pourrait attein dre u.00ii mots à l'heure;or à l'époque des satellites de communication internationaux(lntelstat)de telles machines deviendront indispensables pour traduire instantanément les informations télévisées étrangéres; elles seraient utiles pour l'étude sémantique des langues* par exemple les langues africaines -le euhl, le Sambara,le andingue,le roucouleur; une machine qui connaitrait tous ces dialectes serait d'un intéret prodigieux; enfin elle serait capitale pour le déchiffrerlent des langues mortes encore inconnues: le Maya, l'Atzéque, l'Etrusque, car elle posséderait une possibilité dtinvestigayion sémantique inaccessible à un opérateur humaingstil existe quelque part une pierre de gosette aya,on ne pourrait la déchiffrer qu'en faisant plu sieurs centaines d'hypothèses à la seconde;'n pourrait aussi songer à reconstituer des textes archéologiques manquants comme les fameux manuscrits de lê ::;er sorte C'est qu'on a bien compris maintenant la capacité particuliére de ce dispositifjce n1 est pas la rapidité d'exécution,ni les capacités mémorielles de nos actuelles machines à traduire qui sont en cause ctest parce qu'elles butent sur des expressions comme "nos fils ont aassé les fils"* et que,ne savant pas sous-entendre avec le mot fils: pére, mére soeur,famille et avec le mot fils: vétement, étoffe, tissage, etc...elles n'ont aucune potentialité sémantique;elles ne comprennent pas le sens des mots,chaque mot étant pour elles une case vide de tout sous-entendu filles ne peuvent comprendre;on a ainsi démontré l'intéret i notre dispositif essentiel pour comprendre la strueure du langage et donc celle de l'~sprit,et par conséquent indispensable non seulement à i'archéologue,mais probablement méme au psychanalyste. REv=DIATIONS i) dispositif électronique destiné-à étre ajouté à l'unité arithmé tique et logique d'un ordinateur pour donner de nouvelles possi bilités à l'intelligence artificielle*en particulier leur conférer la possibolité de faire des inférences,leur donner l'avantage du souvenir et leur permettre de faire des figures de style telles que la métaphore et la métonymie, caractérisé entre que ce disposi tif électronique est un circuit intégré composé de deux opérateurs diviseurs et d'un opérateur multiplicateur;;que chacun des deiix opé rateurs diviseurs possède deux entrées et une sortie ,et que les deux sorties des deux opérateurs diviseurs sont les deux entrées de l'opérateur multiplicateur. 2) dispositif selon la revendication(),caractérisé en ce que ce dispositif électronique est un circuit intégré,composé cette fois de deux opérateurs multiplicateurs et d'un opérateur diviseur,que chacun des deux opérateurs multiplicateurs possède deux entrées et une sortie, que les deux sorties des deux opérateurs ultiplicateurs sont les deux entrées de l'opérateur diviseur,étant entendu par consé quent que ce dispositif est le symétrique du précédent et doit aboutir aux mémes résultats. 3)dispositif selon la revendication(1)caractérisé par le fait que le dispositif électronique est commandé par l'algorithme b S x S1 ou S' et s désignent des concepts S -unis entre eux par des relations d'analogie(ex:feu et flamme) que l'on introduit dans la machine après un codage logique ,ayant pour but de convertir le langage en code binaire,relation qui permet en outre a la machine d'éliminer les informations les plus anciennen en privilégiant les plus récemment apprises ,ce qui constitue une supériorité évidente sur-les machines classiques.