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Joint Research Initiative

Belgium

Exploiter pleinement l’intelligence artificielle : vers un apprentissage approfondi explicable

Les dernières avancées en matière d'intelligence artificielle se sont révélées extrêmement efficaces dans l’exécution de tâches complexes. Le deep learning (un sous-ensemble du machine learning) en particulier, offre la promesse de progrès disruptifs pour un large éventail d'industries, de la recherche médicale aux voitures automatisées en passant par la gestion des risques. Toutefois, l'opacité de ces algorithmes sophistiqués, souvent décrits comme des "boîtes noires", entrave leur application pratique. Étant donné le rôle de plus en plus important que joue le machine learning dans le secteur des assurances, le professeur David Martens, expert en intelligence artificielle à l'université d'Anvers, a entrepris un ambitieux projet collaboratif de trois ans avec des praticiens d'AXA Belgique visant à expliquer les décisions prises par ces systèmes. Plus précisément, l'objectif de cette initiative de recherche commune (JRI), intitulée "Intelligence artificielle explicable" (ExAI), est de développer de nouveaux algorithmes pour expliquer des modèles IA complexes, à la fois en termes de compréhension globale et de décisions prises au cas par cas. Les résultats seront validés à travers des applications réelles, notamment dans le cadre d'AXA.
Pour parvenir à une véritable intelligence artificielle, les opérateurs et les programmeurs de l'IA développent des algorithmes de plus en plus complexes. Dans le cas de l'apprentissage approfondi, ou deep learning, ces algorithmes s'inspirent de la structure du cerveau humain : des millions de neurones connectés en plusieurs couches. Cette structure est appelée "réseau neuronal artificiel". Elle a pour particularité de pouvoir "apprendre" à partir de données brutes sans intervention humaine. Leur fonctionnement interne et leur capacité d'auto-apprentissage sont si évolués qu'ils peuvent échapper au contrôle et à la compréhension de leurs propres opérateurs et programmeurs. Bien que l'idée d'un réseau neuronal artificiel existe depuis des décennies, ce n'est que récemment que les réseaux "profonds" sont apparus comme des techniques efficaces, explique le Pr David Martens. « Ils permettent d’ores et déjà d'obtenir des résultats surhumains : pour certaines tâches, ils sont meilleurs pour reconnaitre des objets dans une image qu'un humain ». La réalisation de ce potentiel extraordinaire est toutefois conditionnée par la recherche de moyens permettant d'expliquer pourquoi ces machines prennent des décisions. Dans le secteur de l'assurance, par exemple, où il a été démontré que ces systèmes ont de meilleures performances prédictives que d'autres techniques de pointe, ces explications seront nécessaires non seulement pour les clients, mais aussi pour les employés qui s’adressent à la clientèle, les gestionnaires, les membres de l'équipe chargée des données scientifiques et, enfin et surtout, les régulateurs.

« Dans son approche de l’IA explicable, le projet s’intéressera surtout à l'utilisation d'explications appliquées à des cas concrets (en expliquant le modèle dans le cas précis d’une prédiction donnée) », précise le Pr Martens. Celles-ci seront obtenues en procédant de manière contrefactuelle : quelles données, si elles n'étaient pas présentes, auraient conduit à une décision différente ? « Ces explications liés à des cas concrets fournissent une explication basée sur des données pour une seule prédiction », explique le professeur. « Par exemple : quels mots/paragraphes prononcés lors d'un appel téléphonique à un service d'assistance ont fait que l'IA a prédit que le client n'était pas satisfait de son service ? » Ainsi, pour cet exemple, l'approche consisterait à identifier quels mots, s'ils n'avaient pas été prononcés durant l'appel, auraient conduit à une prédiction satisfaisante (ou neutre). Il examinera en outre plus en profondeur comment de telles explications peuvent être utilisées pour obtenir un aperçu général du domaine.

« Pour parvenir à une science des données éthique, la transparence est à la base de tout. L'équité et la responsabilité en dépendent. Si vous voulez être sûr que votre système d'IA ne fait pas de discrimination, il est crucial de pouvoir expliquer pourquoi. Je suis très enthousiaste à l'idée de travailler sur cette question avec AXA. Non seulement cette collaboration nous fournit de grandes quantités de données réelles, mais elle garantit également que les recherches et le travail technique que nous effectuons auront un impact concret », insiste le Pr Martens. En effet, une fois les algorithmes de l’IA explicable développés, ils seront validés par des cas concrets au sein d'AXA, tous dans le secteur de l'assurance habitation : le premier serait un modèle permettant de prédire le coût probable des dégâts habitation ; le second, comme dans l'exemple précédent, permettrait de détecter le niveau de satisfaction des clients, sur la base d’appels, de données de courriers/lettres, de formulaires de plainte, etc.

L'IA est en train de devenir la technologie de référence de notre époque, ouvrant des perspectives sociales et économiques que nous n'aurions jamais crues possibles. Toutefois, pour que les avantages soient réellement et sûrement accessibles, des défis majeurs demeurent, dont la transparence. La présente initiative de recherche commune offre une opportunité rare, celle de combiner recherche et expertise des praticiens afin de réaliser des avancées à la fois académiques et pratiques. les résultats du projet contribueront grandement à l'utilisation sûre et responsable des technologies d'IA les plus avancées pour des applications commerciales dans le domaine de l'assurance.

David
MARTENS

Institution

University of Antwerp

Country

Belgium

Nationality

ORCID Open Researcher and Contributor ID, a unique and persistent identifier to researchers