Le jeu vidéo peut-il aider la recherche ?

Depuis deux ans, notre but à la chaire de recherche et d’en­sei­gne­ment Science et jeu vidéo est de faci­li­ter les échanges entre trois acteurs prin­ci­paux : les cher­cheurs, toutes sciences confon­dues, les experts de l’in­dus­trie vidéo­lu­dique et, enfin, nos étu­diants, qui se trouvent être des poly­tech­ni­ciens. Les pre­miers savent uti­li­ser le jeu vidéo pour vul­ga­ri­ser les sciences depuis les ori­gines de ce diver­tis­se­ment. Par exemple, le jeu Ten­nis for two, l’an­cêtre de Pong, a été déve­lop­pé en 1958 à Broo­kha­ven, un labo­ra­toire de recherche près de New York. L’i­dée des cher­cheurs était de démon­trer les capa­ci­tés de l’or­di­na­teur au grand public lors d’une jour­née portes ouvertes.

Les pre­miers gamers étaient des scien­ti­fiques du monde entier ins­tal­lés dans des centres de recherche, une situa­tion qui a per­du­ré des années avant que le jeu vidéo ne se popu­la­rise au début des années 1970. Cette chaire, qui repose sur une poi­gnée de pro­fes­sion­nels du jeu en rési­dence à Poly­tech­nique, pousse, par exemple, des pro­jets scien­ti­fiques col­lec­tifs, per­met­tant à une cin­quan­taine d’étudiants de deuxième année d’explorer les pro­blé­ma­tiques liées aux jeux vidéo.

Les sciences et les jeux vidéo entre­tiennent des liens indé­fec­tibles depuis tou­jours. Leurs fron­tières com­munes se déclinent sur deux axes : l’ex­pé­rience et la tech­no­lo­gie. Les sciences, comme les jeux vidéo, ont pour rai­son d’être l’ex­pé­rience : les notions d’es­sai et d’erreur y sont cen­trales, essen­tielles. Et tous deux font appel à des tech­no­lo­gies, sou­vent inno­vantes. On peut citer la réa­li­té vir­tuelle, la réa­li­té aug­men­tée, la tech­no­lo­gie des réseaux, l’intelligence arti­fi­cielle, l’informatique gra­phique, la repré­sen­ta­tion 3D, etc. En 2016, la réa­li­té aug­men­tée a été mon­dia­le­ment popu­la­ri­sé par un jeu, Poké­mon Go, et son demi-mil­liard de télé­char­ge­ments un tri­mestre après sa sor­tie. Toutes les nou­velles tech­no­lo­gies numé­riques ont été uti­li­sées très rapi­de­ment pour pro­duire ou enri­chir des jeux. Ces der­niers servent même par­fois d’illus­tra­teurs, sinon de vul­ga­ri­sa­teurs, de ces mêmes technologies.

Le jeu vidéo com­bine, à mon sens, au moins quatre élé­ments impor­tants qui expliquent ce lien fort. Il a d’abord pour lui une audience, la plus impor­tante en termes de diver­tis­se­ment sur la pla­nète, avec plus de 100 mil­liards de dol­lars de reve­nus par an. En fait, presque tout le monde joue aujourd’hui, grâce aux télé­phones por­tables. Le deuxième aspect est la force de repré­sen­ta­tion de l’i­mage ani­mée, que l’on peut retrou­ver éga­le­ment dans le ciné­ma d’animation.

La troi­sième par­ti­cu­la­ri­té impor­tante, ce sont les méca­niques de jeu. Ces méca­niques peuvent s’inspirer de la démarche scien­ti­fique et faire com­prendre leur nature par l’expérience. Et enfin, le qua­trième atout est la force de l’in­te­rac­ti­vi­té dans l’ap­pren­tis­sage. L’une des meilleures manières d’ap­prendre est de mettre en pra­tique la connais­sance plu­tôt que de la subir. Par exemple, lorsque j’étais ado­les­cent, j’ai eu l’im­pres­sion de com­prendre quelque chose à l’his­toire de la civi­li­sa­tion humaine en jouant au jeu Civi­li­za­tion. C’était une pre­mière mise en pers­pec­tive idéale, pour rac­cro­cher des cours ou des conte­nus plus sérieux. Les jeux sont donc des outils abso­lu­ment fan­tas­tiques pour apprendre ou, au moins, pour illus­trer la science.

Mais, le jeu vidéo peut-il aider la recherche ?À pre­mière vue, cette indus­trie du diver­tis­se­ment a vrai­ment tiré vers le haut les tech­no­lo­gies de l’in­for­ma­tique gra­phique, et, dans une moindre mesure, de l’in­tel­li­gence arti­fi­cielle. L’in­for­ma­tique gra­phique parce qu’avec l’a­vè­ne­ment de la 3D, l’industrie du gaming s’est empa­rée de chaque avan­cée de cette tech­no­lo­gie, sou­vent avant le ciné­ma d’a­ni­ma­tion. Un jeu fran­çais comme Alone in the Dark, en 1992, a été, par exemple, un pion­nier en la matière.

Il y a éga­le­ment l’intelligence arti­fi­cielle. Cer­tains se sou­viennent quand Deep Blue, le super­cal­cu­la­teur d’IBM, est par­ve­nu à battre Gar­ry Kas­pa­rov aux échecs en 1997. Est-ce du jeu vidéo ou pas ? C’est une ques­tion de défi­ni­tion. Aujourd’hui, les jeux vidéo font au moins avan­cer l’in­tel­li­gence arti­fi­cielle parce qu’ils repré­sentent un nou­veau défi pour elle. En 2019, AlphaS­tar, un sys­tème d’in­tel­li­gence arti­fi­cielle conçu par Deep­Mind, une filiale de Google, s’est posi­tion­née par­mi les 0,2 % des meilleurs joueurs du monde sur le jeu Star­craft 2. Il faut savoir que les meilleurs joueurs humains arrivent à réa­li­ser envi­ron 300 actions par minute avec une com­bi­na­toire infi­nie. C’est un défi majeur pour une IA.

Mais dans cer­tains cas, l’intelligence des joueurs peut être uti­li­sée pour résoudre des pro­blèmes qui résiste à l’IA. C’est, par exemple, le cas du jeu Fol­dit qui tente depuis plu­sieurs années d’apporter une réponse col­lec­tive à des pro­blèmes non réso­lus de pliage des pro­téines. Après avoir réso­lu en 3D la struc­ture d’une enzyme bap­ti­sée M‑PMV en 2011, la pla­te­forme a été mise à contri­bu­tion dans la lutte contre la Covid-19 pour faire « tra­vailler » col­lec­ti­ve­ment les 200 000 joueurs du site. Mais tout récem­ment, Deep­Mind a annon­cé qu’ils avaient plié ce pro­blème grâce à l’IA.

De fait, si je doute qu’il y ait encore beau­coup de pro­grès de ce type pour les sciences dures, il reste énor­mé­ment de recherches à mener sur le joueur, son cer­veau, ses atti­tudes sociales, etc. Quand le sujet devient l’hu­ma­ni­té, il y a, de mon point de vue, beau­coup à faire en s’ap­puyant sur le jeu vidéo, et ce qu’il apporte en termes de don­nées. Les sciences cog­ni­tives, sociales et éco­no­miques devraient en tirer par­ti dans les années à venir, via le crowd­sour­cing, par exemple.

Enfin, on peut se poser la ques­tion inverse. Est-ce que les sciences peuvent ins­pi­rer des expé­riences ludiques ? C’est l’un des aspects auquel je crois le plus. Depuis quelques années, il existe des expé­riences de jeux diri­gés par la pen­sée. Un joueur avec un casque sur la tête est capable de jouer à une sorte de Space Inva­ders sans manette, juste par la pen­sée. C’est un exemple où une science, la science cog­ni­tive en l’oc­cur­rence, aide­raient à pro­duire une nou­velle tech­no­lo­gie, ici le casque, qui per­met de cap­ter les pen­sées du joueur et les tra­duire en com­mandes. Si la recherche arrive à terme sur cette ques­tion, elle débou­che­ra sur de nou­veaux jeux inno­vants. Et à par­tir de ces jeux, nous pour­rons récol­ter les don­nées pro­duites par les joueurs. Et nous deman­der, par exemple, com­ment fonc­tionnent les pro­ces­sus cog­ni­tifs et le cer­veau lui-même. Une fois de plus, la science sera réali­men­tée par le jeu vidéo.