L'idée de l'intelligence artificielle (IA) - des systèmes si avancés qu'ils peuvent imiter ou surpasser la cognition humaine - est apparue pour la première fois en 1950, lorsque l'informaticien britannique Alan Turing a proposé un "jeu d'imitation" pour évaluer si un ordinateur pouvait tromper les humains en leur faisant croire qu'ils communiquaient avec un autre humain. Peu de temps après, des chercheurs de l'Université de Princeton dans le New Jersey ont construit MADALINE, le premier réseau de neurones artificiels appliqué à un problème du monde réel. Leur système, calqué sur le cerveau et le système nerveux, a appris à résoudre un labyrinthe par essais et erreurs.
Depuis lors, l'essor de l'IA a été rendu possible par des ordinateurs exponentiellement plus rapides et plus puissants et des ensembles de données volumineux et complexes. Des applications telles que l'apprentissage automatique, par lequel un système identifie des modèles dans de grands ensembles de données, ont démontré le potentiel de l'IA pour être pratique et rentable.
Aujourd'hui, l'IA constitue la base des systèmes informatiques gérant des tâches telles que la reconnaissance vocale et la traduction sur les smartphones, le pilotage de voitures sans conducteur et le contrôle de robots qui automatisent les tâches ménagères et industrielles. Dans la recherche, l'IA est utilisée dans un nombre croissant d'applications, telles que le traitement des énormes quantités de données qui sous-tendent des domaines tels que l'astronomie et la génomique, la production de modèles climatiques et de prévisions météorologiques, et l'identification des signes de maladie dans l'imagerie médicale.
"L'IA est une science fondamentale au même sens que la physique est une science fondamentale", déclare Amir Husain, un informaticien qui a fondé SparkCognition, une société à Austin, au Texas, qui crée des systèmes d'analyse et de sécurité basés sur l'IA. "Beaucoup de gens pensent que l'IA est un produit ou une technologie, mais c'est en fait un catalyseur pour presque tout ce que nous faisons."
Les affaires, par conséquent, sont en plein essor. Le rapport 2019 AI Index, publié par le Stanford Institute for Human-Centered Artificial Intelligence en Californie, estime que l'investissem*nt privé mondial dans l'IA en 2019 s'élevait à plus de 70 milliards de dollars. Les États-Unis, la Chine et l'Europe ont pris la plus grande part ; Israël, Singapour et l'Islande investissent massivement par habitant. Les start-up fondées sur les technologies de l'IA constituent une partie importante de l'écosystème, recueillant plus de 37 milliards de dollars d'investissem*nts dans le monde en 2019, contre 1,3 milliard de dollars levés en 2010, selon le rapport.
Les revenus ont également explosé. L'International Data Corporation (IDC), une société d'études de marché basée à Framingham, dans le Massachusetts, prévoit que les revenus mondiaux du marché de l'IA totaliseront 156,5 milliards de dollars en 2020, soit une augmentation de 12,3 % par rapport à 2019. Bien que la croissance en 2020 soit plus lente que lors des précédentes ans en raison de l'impact économique de la pandémie de COVID-19, l'IDC s'attend à ce que les revenus mondiaux dépassent les 300 milliards de dollars en 2024.
Alors que les nations se disputent le leadership, les résultats de la recherche sur l'IA augmentent rapidement. Selon notre analyse des publications de revues et des articles de conférence suivis par la base de données Dimensions, la production mondiale de la recherche sur l'IA est passée d'un peu plus de 52 000 dans le monde en 2000 à environ 403 000 en 2019, ce qui représente une augmentation de plus de 600 %. Désormais la spécialisation la plus populaire parmi les doctorants en informatique en Amérique du Nord, l'IA devrait poursuivre sa trajectoire ascendante.
Des revenus en hausse
Les États-Unis ont toujours été le chef de file des résultats de recherche liés à l'IA, ayant accumulé le plus grand nombre de publications au cours des deux dernières décennies. Mais la Chine a augmenté sa production ces dernières années. Chaque année, de 2016 à 2019, la Chine a produit plus d'articles liés à l'IA que tout autre pays, selon Dimensions. Au cours de cette période, la production chinoise de recherche liée à l'IA a augmenté d'un peu plus de 120 %, tandis que la production aux États-Unis a augmenté de près de 70 %. En 2019, la Chine a publié 102 161 articles liés à l'IA et les États-Unis en ont publié 74 386. L'Inde, qui est arrivée en troisième position, en a publié 23 398.
Numéros de publicationne sont pas toute l'histoire, déclare Jeffrey Ding, doctorant au Future of Humanity Institute de l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni, qui étudie la stratégie chinoise en matière d'IA. Dans le rapport AI Index, qui utilise des numéros de citation pour mesurer la qualité des articles sur l'IA, les articles chinois ont été cités environ 20 % de moins que la moyenne mondiale en 2019, tandis que les articles américains ont été cités environ 40 % de plus que la moyenne. "Le simple fait de pomper un nombre brut d'articles qui n'ont pas d'impact durable n'est pas vraiment utile", déclare Ding. "Il est plus important de suivre la frontière technologique."
UNAnalyse de l'Indice Naturepour ce supplément, on a examiné le nombre d'articles liés à l'IA publiés dans les 82 revues de sciences naturelles de haute qualité suivies par l'indice, qui concernent principalement l'application de l'IA à la recherche dans les vastes domaines de la chimie, des sciences physiques et des sciences de la vie , et Sciences de la Terre et de l'environnement. Entre 2015 et 2019, les États-Unis étaient en tête, avec le Royaume-Uni, l'Allemagne et la Chine aux deuxième, troisième et quatrième places, respectivement. Mais la Chine a augmenté sa production de revues suivies par l'indice. Bien qu'elle ait été le quatrième pays le plus prolifique de l'indice en 2015, avec environ la moitié moins d'articles liés à l'IA que l'Allemagne, la Chine a grimpé au cours des trois années suivantes, puis a bondi à la deuxième place en 2019, affichant une augmentation de 340 % . Les États-Unis, le Royaume-Uni et l'Allemagne ont légèrement plus que doublé leur production au cours de la même période.
Dans un avenir proche, dit Ding, les États-Unis resteront probablement le leader mondial de l'IA. "Bien que la Chine compte des universités exceptionnelles, telles que l'Université Tsinghua, les États-Unis dominent peut-être parmi les 20 meilleures universités faisant de la recherche sur l'IA, et cela se reflète dans la qualité des articles. Il est très peu probable que la Chine devienne le seul centre d'innovation d'ici 2030. »
De nombreux pays considèrent l'IA comme un avantage concurrentiel, non seulement économique, mais militaire, déclare Husain. Il compare la compétition en IA à la course à l'espace du milieu du XXe siècle, dans laquelle les États-Unis et l'Union soviétique se sont affrontés pour être les premiers à franchir des jalons dans le voyage spatial. "La course à l'espace a produit des contributions qui ont différencié l'écosystème technologique américain de tous les autres pour les décennies à venir", déclare Husain. "Si un pays investit massivement dans ce domaine, il produira des technologies qui formeront le pilier de la capacité de défense et de la différenciation économique pour le reste du siècle."
Les technologies qui peuvent être développées sur la base de l'IA auront en effet des avantages à la fois économiques et militaires, déclare Daniel Araya, analyste des politiques au Centre pour l'innovation dans la gouvernance internationale, un groupe de réflexion en Ontario, au Canada. "Nous parlons de nouvelles armes, d'innovation basée sur les données pour l'industrie et l'automatisation, et de repenser le fonctionnement de notre société à partir de zéro."
Husain cite l'Allemagne, qui maintient une économie forte qui repose sur les exportations de produits tels que les pièces de machines et les automobiles, même si les pays à faible revenu peuvent fournir une main-d'œuvre à bas salaire pour la fabrication. L'Allemagne a pu être compétitive en utilisant l'automatisation pour réduire les coûts de fabrication, tout en maintenant une qualité et une productivité élevées. L'IA pourrait renforcer cet avantage en alimentant la prochaine génération de technologies d'automatisation. "Quiconque maîtrise cette technologie et investit dans sa mise en œuvre conserve une avance économique", déclare Husain. Des institutions allemandes, telles que la Fraunhofer Society, la plus grande organisation de recherche axée sur les applications en Europe, ont mis l'accent sur l'industrie 4.0, une initiative stratégique nationale du gouvernement allemand visant à introduire davantage d'innovation numérique et de robotique avancée dans la fabrication et la gestion de la chaîne d'approvisionnement.
En Chine, la capacité offerte par les systèmes d'IA à surveiller les espaces publics et à analyser le trafic Internet dans le but de glaner les intentions des utilisateurs peut fournir à l'État des outils améliorés de contrôle social, renforçant sa capacité à surveiller la population ou à censurer les informations. Même dans les pays qui ne suivent pas officiellement leurs populations,technologie de reconnaissance faciale, comme celui produit par la société new-yorkaise Clearview AI, est utilisé par les forces de l'ordre pour identifier les suspects. La technologie a étévivement préoccupé par certains chercheurs, qui affirment que les préjugés intégrés à ses algorithmes pourraient entraîner des violations de l'éthique et des droits de l'homme.
Au milieu de la controverse qui entoure certaines applications de l'IA, certains groupes soulignent le bien qu'elle peut faire. En 2019, l'Association pour l'avancement de l'intelligence artificielle, une société scientifique de Menlo Park, en Californie, a lancé son prix Intelligence artificielle au profit de l'humanité, un prix d'un million de dollars américains financé par Squirrel AI, une entreprise de technologie éducative basée à Shanghai. , Chine. La première lauréate, Regina Barzilay du Massachusetts Institute of Technology (MIT) de Cambridge, Massachusetts, a reçu le prix en septembre 2020 pour avoir développé un algorithme d'apprentissage automatique qui peut examiner les mammographies et prédire quelles femmes courent un risque plus élevé de cancer du sein. Barzilay a également développé un algorithme de reconnaissance de formes qui prédit quelles molécules pourraient être de bons candidats pour de nouveaux médicaments. Publication dans la revueCellule, Barzilay et ses collègues ont décrit comment leur système a identifié une molécule, appelée halicine, comme un nouvel antibiotique potentiellement puissant (JM Stokeset coll. Cellule180, 688–702 ; 2020). Lorsque la molécule a été synthétisée et testée, il s'est avéré qu'elletuer les bactéries résistantes aux antibiotiques. Barzilay continue de travailler sur l'halicine et espère la faire passer aux essais cliniques.
De l'argent à dépenser
En vue des avantages potentiels des technologies basées sur l'IA, la National Science Foundation (NSF) des États-Unis a annoncé en août 2020 qu'elle créait cinq nouveaux instituts axés sur différents sujets, chacun dirigé par une université différente, et chacun recevra 20 millions de dollars. sur cinq ans. L'un, dirigé par l'Université de l'Oklahoma à Norman, utilisera des systèmes d'IA pour améliorer la précision des prévisions climatiques. Un autre, à l'Université du Texas à Austin, se concentrera sur la prochaine génération d'algorithmes d'apprentissage automatique. Un troisième, dirigé par l'Université du Colorado à Boulder, appliquera les technologies de l'IA à l'enseignement et à l'apprentissage. Le quatrième, dirigé par l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, explorera la découverte et la synthèse de nouveaux matériaux et médicaments à l'aide de systèmes d'IA. Et un cinquième, dirigé par le MIT, étudiera comment l'IA peut améliorer la recherche en physique fondamentale. La NSF a lancé un appel à propositions pour huit autres instituts d'IA, qu'elle prévoit d'annoncer l'année prochaine. «Nous soutenons depuis longtemps la recherche fondamentale en intelligence artificielle», déclare Erwin Gianchandani, directeur adjoint adjoint de la NSF pour l'informatique et les sciences et l'ingénierie de l'information.
En outre, l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du Département américain de l'agriculture s'est engagé à financer deux autres instituts avec chacun 20 millions de dollars sur cinq ans pour appliquer l'IA aux questions de rendement des cultures, de résistance aux ravageurs et de distribution alimentaire.
L'accès à des ensembles de données massifs sur lesquels former des systèmes d'apprentissage automatique est l'un des avantages des États-Unis et de la Chine, explique Araya. L'Europe, en revanche, a des lois strictes sur les données, qui protègent la vie privée des personnes, mais limitent ses ressources pour la formation des algorithmes d'IA. "Il semble donc peu probable que l'Europe produise une IA très sophistiquée en conséquence", dit-il. "La Chine est à l'opposé du spectre, où elle a peu de protections des données et un accès énorme à des données variées et diverses."
La NSF ne prend pas de décisions en fonction de la concurrence mondiale, explique Rebecca Keiser, première responsable de la stratégie et de la politique de sécurité de la recherche de l'organisation. Son poste est conçu pour protéger la sécurité de la recherche financée par le gouvernement fédéral, tout en favorisant les collaborations internationales. « Nous y pensons davantage en termes d'impact que notre financement va avoir, plutôt que d'un point de vue national. Le fait qu'il contribue également au leadership scientifique mondial des États-Unis est fabuleux », déclare Keiser. Quant à la concurrence avec la Chine dans l'IA, dit-elle, "Nous ne savons pas vraiment combien et où ils investissent, il est donc difficile de rivaliser avec cela."
Grâce au financement d'autres grandes agences américaines, notamment la Defense Advanced Research Projects Agency et les National Institutes of Health, le gouvernement américain prévoyait de dépenser près de 5 milliards de dollars dans la recherche non classifiée sur l'IA en 2020. D'autres pays investissent également. Le Engineering and Physical Sciences Research Council du Royaume-Uni a distribué près de 160 millions de livres sterling (212 millions de dollars) en 2020. La Commission européenne, qui soutient la recherche par le biais de son programme Horizon 2020, a déclaré que les investissem*nts publics et privés dans l'IA devraient atteindre 20 milliards d'euros ( 23 milliards de dollars américains) à travers l'Europe d'ici la fin de 2020. Même si d'autres pays mettent l'accent sur la recherche sur l'IA, notamment Israël, le Japon, Singapour et l'Australie, la course se résume à la Chine contre les États-Unis, dit Araya.
Le raffinement des systèmes d'IA n'est pas simplement motivé par des questions académiques, mais par l'application de l'intelligence des systèmes à des problèmes pratiques. Les pays feront probablement des progrès en utilisant l'IA dans des domaines où ils ont déjà une expertise, dit Ding, comme l'automatisation en Allemagne ou la robotique au Japon. Selon Keiser, le fait d'avoir autant de chercheurs dans le monde entier s'attaquant à tous les aspects de l'IA devrait faire progresser l'ensemble du domaine. "C'est toujours bien d'avoir un peu de compétition saine."
