ANITI

Toulouse, nouvelle place forte de l’intelligence artificielle

ACCUEIL UNE RECHERCHE DYNAMIQUE TOULOUSE, NOUVELLE PLACE FORTE DE L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE

L’intelligence artificielle est un des défis scientifiques et sociétaux majeurs de demain.

Toulouse y jouera un rôle clé !

Le projet d’institut interdisciplinaire en intelligence artificielle (3iA) ANITI fait partie avec Grenoble, Nice et Paris, des quatre instituts 3IA qui vont être mis en place pour une durée de 4 ans renouvelable dans le cadre du Programme Investissements d’avenir du plan Villani. Ces instituts travailleront en réseau avec pour objectif de faire de la France un des leaders mondiaux en intelligence artificielle.

Le projet ANITI (Artificial and Natural Intelligence Toulouse Institute) rassemble plus de 200 chercheur.e.s issu.e.s des universités, écoles d’ingénieurs et organismes de recherche scientifique et technologique de Toulouse et sa région, et d’une trentaine d’entreprises.

L’enjeu est de faire de Toulouse un des leaders mondiaux de l’intelligence artificielle en recherche, formation, innovation et développement économique. Les secteurs d’application stratégiques ciblés par le projet sont la mobilité et les transports et la robotique/cobotique pour l’industrie du futur.

L’ambition du projet ANITI est de développer une nouvelle génération d’intelligence artificielle dite hybride, associant de façon intégrée des techniques d’apprentissage automatique à partir de données et des modèles permettant d’exprimer des contraintes et d’effectuer des raisonnements logiques. Cette approche permettra d’apporter de meilleures garanties en termes de fiabilité et de capacité d’expliquer et d’interpréter les résultats des algorithmes utilisés, tout en veillant à l’acceptabilité sociale et la viabilité économique. De telles garanties sont requises par le type d’applications ciblées par le projet comme par exemple les véhicules autonomes du futur.

ANITI en chiffres +200 chercheur.e.s 3 programmes intégratifs 24 chaires scientifiques 1 graduate school +50 partenaires +100 start-ups à créer

Budget cible pour 4 ans 100 M€ (contributions académiques, industrielles et PIA3) ANITI bénéficiera en plus d’importants soutiens : 24 M€ de la région Occitanie, 4M€ de Toulouse Métropole

> visitez le site dédié

Le projet scientifique

Le projet scientifique s’articule autour de programmes intégratifs (IP) visant à développer des solutions innovantes, permettant de s’attaquer aux enjeux soulevés par un ou plusieurs secteurs d’application, grâce à des avancées théoriques dans un ou plusieurs domaines fondamentaux de l’IA. La mise en œuvre de ces programmes s’appuiera sur des chaires incluant un soutien important en terme de doctorants et post-doctorant et d’ingénieurs mis à disposition par les partenaires industriels. Au total, le projet vise le financement de chaires, parmi lesquelles une dizaine seraient portées par des chercheurs issus de laboratoires et d’universités internationaux (par exemple du MIT ou de Brown University aux États-Unis). Le projet favorisera également les collaborations internationales et la mobilité afin d’attirer les meilleures compétences permettant de répondre aux enjeux mis en avant dans le projet.

Trois programmes intégratifs

Acceptability, fair representative data for AI : cet IP traite différentes facettes du problème de l’acceptabilité sociale, économique, juridique et éthique de systèmes intégrant des algorithmes d’intelligence artificielle. Certifiable AI towards autonomous critical systems : cet IP vise à développer de nouveaux méthodes, modèles et outils basés sur l’IA hybride permettant de concevoir et valider des systèmes autonomes critiques pour lesquels des garanties fortes sont requises de la part d’autorités de certification (par exemple dans le domaine aéronautique). Ce programme concrétisera notamment la dynamique initiée sur ce thème par l’IRT-Saint Exupéry. Assistants for design, decesions and optimized industry processes : cet IP développe de nouvelles méthodes d’intelligence artificielle pour aider à la décision humaine. Il permettra de concevoir des assistants IA perfectionnés pour améliorer les performances de conception, de décision et des activités liées à la production industrielle.

Ceci conduira à :

• la conception d’assistants intelligents avec des capacités de dialogue et d’interaction élevés ;

• la surveillance de systèmes complexes de manière à en modeler les comportements, à prédire leur évolution et anticiper les actions correctives ;

• la conception de robots mobiles autonomes ayant la capacité à interagir avec les humains, sur les plans cognitifs et physiques, pour accomplir des tâches complexes de façon collaborative.

Le projet formation

Sur le volet formation, l’ambition est de doubler le nombre d’étudiants formés en IA à l’horizon 2023. Les axes de travail consistent à compléter l’offre de formation du grade de Master, en proposant notamment des modules dédiés à l’IA hybride, d’intégrer l’IA à tous les niveaux de formation, depuis le Baccalauréat jusqu’au Master, avec la volonté de développer fortement l’alternance. En particulier, un programme doctoral 3IA « Graduate School » sera mis en place avec la contribution des titulaires de chaires, des séjours à l’étranger et des échanges avec le monde industriel. Parmi les objectifs recherchés : le développement de la parité dans les formations en IA. L’ambition est aussi de proposer une offre de formation continue adaptée aux besoins de qualification des salariés, et de disposer d’un catalogue de formation unique et une ingénierie de construction de parcours au sein de l’institut, en fonction des profils industriels (grands donneurs d’ordre, sociétés du numérique, entreprises qui utilisent l’IA, etc.) dans des formats de formation adaptés (présentiel, à distance, en équipe, etc.) Enfin, de nombreuses actions de diffusion de la culture scientifique dans le domaine de l’intelligence artificielle seront programmées en s’appuyant sur les forces locales.

Le projet de développement économique

Sur le volet de développement économique, ANITI mettra en place des interfaces avec les acteurs de l’écosystème d’innovation et de transfert technologique pour promouvoir les résultats issus des projets de recherche et étudier les opportunités d’exploitation et de valorisation de ces résultats. L’ ambition est de favoriser la création de technologies de rupture ouvrant de nouvelles perspectives économiques pour les partenaires. Le projet souhaite impulser la création d’une centaine de start-ups par des étudiants-entrepreneurs, des industriels et des académiques d’ici 2023. Enfin, ANITI consacrera également des ressources au transfert de résultats des programmes intégratifs vers les partenaires industriels, particulièrement les PME avec le soutien et le relais du pôle de compétitivité Aerospace Valley.

À propos de Toulouse

Un potentiel unique de recherche et de dynamisme économique, particulièrement en IA

2e plus grande concentration de chercheurs de France avec 6800 chercheurs dans le public,

• présence du Centre national d'études spatiales (CNES), de Météo France, de l’Office national d'études et de recherches aérospatiales (ONERA), des principaux organismes de recherche :
• le Centre national de la recherche scientifique (CNRS),
• l'Institut national de la recherche agronomique (Inra),
• l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm),
• l'Institut de recherche pour le développement (IRD),

présente de grandes plateformes informatiques et d'une expertise forte en calcul haute performance (HPC, high performance comptine), 100 000 emplois dans l’aérospatial/nautique avec les plus grandes entreprises européennes : Airbus, Thales, Safran, Liebherr etc., de grands employeurs dans les transports (Continental, Renault ... ), la santé (Pierre Fabre...), l’agro-industrie (1er employeur en Occitanie), un potentiel dans le domaine de l’Internet des objets et des applications de l’intelligence artificielle, 2e plus grand créateur de start-ups de France (INSEE 2018).

Intelligence artificielle hybride : l’art de concilier la logique et l’apprentissage

Intelligence artificiel hybride

Avec le projet ANITI, chercheurs et industriels toulousains relèvent le défi de l’intelligence artificielle hybride. Objectif : réunir le raisonnement et la donnée pour imaginer des systèmes performants et sûrs.

Par Valérie Ravinet, journaliste.

Le mathématicien britannique Alan Turing l’avançait déjà dans les années 1950 : une machine ne peut devenir intelligente que si elle est capable d’apprendre. Raisonnement, planification, utilisation d’outils logiques abstraits pour modéliser des phénomènes sont, depuis longtemps, des centres d’intérêt pour la communauté scientifique toulousaine, qui se classe traditionnellement dans la catégorie de l’intelligence artificielle symbolique.

IA symbolique + IA empirique

« Cette forme d’intelligence artificielle (IA) utilise le raisonnement formel et la logique ; c’est une approche cartésienne de l’intelligence, où les connaissances sont encodées à partir d'axiomes desquels on déduit des conséquences. La prédiction doit être juste même si l’on ne dispose pas de données exhaustives » souligne Nicholas Asher, chercheur CNRS, basé à l’Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT) et directeur scientifique du projet ANITI. Un tel système n’apprend pas : les connaissances résident dans les axiomes, c’est à dire chercher la logique dans les contenus que l’on intègre.

Dans les années 1990, la première vague empirique, dite connexionniste par les spécialistes, vient s’ajouter à cette réflexion. Utilisant cette nouvelle approche pour améliorer les systèmes d’intelligence artificielle, elle initie l’apprentissage à partir de données ; ce sont les prémisses de l’avènement du machine learning et des réseaux de neurones.

« L’addition de ces deux courants, IA symbolique et IA connexionniste, constitue le défi d’aujourd’hui »,

poursuit le directeur scientifique.

« Transposée au plan philosophique, cette démarche s’appuie sur une combinaison entre la méthode de Descartes et l’empirisme de Locke. On pourrait la qualifier de « kantienne » et la traduire en langage du XXIe siècle : les concepts sans donnée sont vides, les données sans concept sont aveugles », explicite le chercheur.

Des apprentissages et des règles

Comment injecter de la connaissance, composée de faits et de règles dans un système qui apprend à partir de données ? Quels sont les paramètres ? Comment s’opère la distribution de valeurs sur ces paramètres pour que la décision soit juste ? Comment faire en sorte que le système continue à respecter les règles tout en ingérant de nouvelles données ? « Ce sont ces défis auxquels nous nous confrontons aujourd’hui », explique Nicholas Asher. Auquel s’ajoute celui de l’éthique, ou dilemme moral. Lorsque le véhicule autonome est confronté au choix de renverser un piéton ou de sacrifier le conducteur, quelle décision prend-il ?

« Dans l’IA hybride, on souhaite intégrer les méthodes du deep learning tout en préservant les contraintes logiques », insiste Nicholas Asher.

Se basant sur l’expérience d’interprétation du panneau routier de direction obligatoire à la prochaine intersection - poursuivre tout droit ou tourner à gauche, obligatoirement le chercheur décrit les biais possibles : si le panneau est incliné d’à peine quelques degrés, l’œil nu détecte la bonne information, tandis que la machine pourrait interpréter la direction opposée. « Cette propriété de robustesse est l’une des preuves que l’on doit apporter pour imaginer embarquer des systèmes précis et sûrs dans les véhicules ou les avions ». L’IA n’est pas anodine lorsque des vies sont en jeu. En la matière, l’utilisation de méthodes logiques et abstraites conjuguées à des réseaux neuronaux sont des pistes prometteuses.

Fiabilité et robustesse, de l’approche philosophique aux applications industrielles

Pour être embarqué dans un avion, dans un véhicule autonome ou être utilisé en santé, un système d’intelligence artificielle doit donc avoir démontré sa robustesse et sa fiabilité. Les acteurs industriels impliqués dans le projet doivent pouvoir disposer de solutions dont on peut prédire les comportements avec certitude, toutes garanties à l’appui. L’IA toulousaine est façonnée par l’interaction entre le monde de la recherche et celui de l’industrie et cette interaction s’accélère avec le projet ANITI. L’Institut interdisciplinaire d’intelligence artificielle de Toulouse se concentrera dans un premier temps autour des problématiques de transport et de robotique. Il développera par la suite ses recherches dans les domaines de l’environnement, de l’agriculture et de la santé. « Le jury international nous a donné rendez-vous dans deux ans. Il faudra apporter les preuves de nos avancées pour poursuivre », conclut Nicholas Asher.

L’aventure ne fait que commencer.

ANITI en bref - l’Institut Interdisciplinaire d’Intelligence Artificielle de Toulouse + 200 chercheuses et chercheurs de 33 laboratoires de recherche 3 programmes intégratifs 30 chaires scientifiques 1 graduate school 100 start-ups à créer plus de 50 partenaires industriels, économiques, associatifs Un budget annuel de 20 millions d’euros Un projet labellisé pour 4 ans