Synthèse personnelle : Quentin
L'année de première S comporte une épreuve du baccalauréat, les Travaux Personnels Encadrés. Il s'agit d'effectuer une recherche selon une démarche scientifique, au sein d'un groupe d'étudiants, en associant deux matières, ici Science de la Vie et de la Terre et Mathématiques.
Ainsi, aidé par mon camarade Thomas Capet, nous nous sommes lancés dans un TPE sur l'intelligence artificielle, appartenant au thème « avancées scientifiques et réalisations techniques ».
Notre choix s'est ensuite porté sur la problématique suivante : « Le fonctionnement d'une intelligence artificielle s'inspire-t-il de celui d'une intelligence biologique ? ».
Pourquoi ce sujet ?
Pour être franc, nous ne sommes pas allés chercher notre idée très loin : elle figurait sur les exemples donnés pour chaque thème. Étant tous deux assez intéressés par les nouvelles technologies, nous avons un peu hésité entre des sujets tels que le clonage ou les nanotechnologies. Cependant, ces deux thèmes ayant été rapidement choisis par d'autres camarades, il nous a semblé logique d'en choisir un différent et qui m'a attiré dès que je l'ai lu sur la photocopie : l'intelligence artificielle. C'était le sujet parfait : nous pouvions facilement allier les deux matières de façon très équilibrée, et il nous intéressait tous les deux, Thomas, voulant s'orienter vers la médecine, et moi, friand d'informatique.
Pourquoi ce support ?
Très vite, j'ai proposé l'idée d'un TPE sous la forme d'un site internet. L'idée a fait l'unanimité. Quoi de mieux, pour un sujet sur des nouvelles technologies, qu'un support lui-même branché « hi-tech » ? Cela ajoutait également une pointe d'originalité à notre TPE - cela dit, d'après mes observations, ce support est de plus en plus utilisé.
De plus, ceci me permettait de mettre à contribution mes connaissances personnelles sur la création d'un site internet. En effet, voulant m'orienter vers l'informatique, j'ai commencé il y a plusieurs années à m'informer sur la programmation et à développer des sites web, sans réel sujet à traiter dessus. Ce TPE m'a donc permis de réaliser mon premier véritable projet web.
Enfin, il nous permettait d'intégrer notre production, un petit programme mettant en scène un neurone « simple » - ce n'était pas si simple que cela - au sein même de notre TPE : nous avions un TPE « tout-en-un ».
Comment répondre à la problématique ?
Notre problématique étant : « Le fonctionnement d'une intelligence artificielle s'inspire-t-il de celui d'une intelligence biologique ? », et les matières à associer étant Science de la Vie et de la Terre et Mathématiques, la marche à suivre nous a sauté aux yeux : tout d'abord, expliquer le fonctionnement du système nerveux biologique, puis celui d'une intelligence artificielle afin de les comparer et donc d'en déceler les points communs. C'est donc ce que nous avons fait, d'abord plus ou moins chacun de notre côté - s'informant tout de même en permanence des résultats du camarade - puis en mettant toutes nos recherches en communs. Thomas s'intéressait plus à la biologie, tandis que de mon côté, j'étais plutôt attiré par la face informatique de la recherche.
La rédaction nous a permis d'expliquer à l'autre ce que nous n'avions pas bien compris dans sa « spécialité » et d'éclaircir les derniers points sombres.
Quelles ont été les difficultés rencontrées ?
Au cours de nos tribulations scientifiques, nous avons rencontré quelques obstacles. Tout d'abord, nous avons totalement commencé de zéro : ni Thomas, ni moi n'avions la moindre notion sur l'intelligence artificielle et la façon dont elle fonctionnait. Nous étions un peu moins dans le brouillard en ce qui concerne la partie biologique - des mots tels que « neurone » et « cerveau » ne m'étant pas totalement inconnu - , et, le système nerveux étant au programme de première S, le manuel de SVT nous a été assez utile de ce côté.
Ensuite, de gros problèmes de compréhension se sont installés quand j'ai commencé l'étude d'un article sur les neurones formels. C'était en début d'année, et les mots « somme pondérée », « exponentielle » ou « fonction dérivable » relevait pour moi de l'incantation occulte, et les sigma majuscules du hiéroglyphe. Cependant, avec de l'acharnement et une aide précieuse de mon professeur de mathématiques, j'en suis finalement parvenu à bout.
Mais après la compréhension des neurones formels s'est posé un autre et ultime problème : l'application. Pour réaliser notre production, nous voulions réaliser un petit jeu, type morpion ou puissance 4, dirigé par un réseau de neurone. Nous avons assez vite abandonné cette idée, trop compliquée à réaliser à notre niveau. Finalement, nous avons opté pour une solution plus simple, mais toujours assez complexe : créer un neurone capable d'apprendre et reproduire les fonctions OU et ET. Créer le neurone en question n'a pas été très difficile, mais lui permettre d'apprendre, lui, l'a été. Cependant, ce but a été atteint et le programme est fonctionnel, même s'il n'est sans doute pas optimisé.
Quels ont été les apports personnels et scientifiques de ce TPE ?
D'un point de vue scientifique, réaliser ce TPE m'a apporté plusieurs choses. Tout d'abord, j'ai pris un peu d'avance sur le programme scolaire de Science de la Vie et de la Terre, au niveau du chapitre sur le système nerveux. Ensuite, cela m'a permis de me rendre compte de ce que c'est exactement de travailler longuement et sérieusement sur un sujet. Les petits exposés au collège ne font pas le poids face à cette grande recherche de plusieurs mois, suivant une démarche scientifique assez précise. Ce travail m'a également donné un aperçu du travail en équipe, ou du moins en binôme, qui est monnaie courante dans le monde scientifique.
Personnellement, j'ai pu, comme je l'ai déjà évoqué plus haut, réaliser mon premier projet internet complet, qui n'est pas un pot-pourri de tout ce que j'ai pu apprendre mais un site utile, structuré et complet. Le fait de me heurter à des problèmes de compréhension et d'application d'un algorithme m'a confirmé que le développement informatique, vers lequel je pense m'orienter, ce n'est pas de tout repos : il faut réfléchir et trouver des solutions à des problèmes techniques complexes, tels que ces réseaux de neurones. D'ailleurs, pourquoi ne pas continuer d'explorer dans cette direction pour pouvoir les réutiliser plus tard ?
Ainsi, après de longs mois de travail, ce TPE est achevé. L'expérience a été enrichissante de tous les points de vue, scientifique comme personnel. En plus d'en apprendre plus sur un sujet qui m'intéressait, j'ai pu expérimenter le travail de groupe, suivre une démarche scientifique, et peut-être même avoir un aperçu du métier auquel je pense me destiner : que demander de plus ?