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Comparaison de l’ordinateur et du cerveau humain

L’ordinateur et le cerveau humain sont deux machines de traitement de l’information. La capacité à organiser et traiter l’information est un indicateur d’intelligence. À cet égard, il est révélateur de comparer les capacités des deux machines.

A) Spécifications

Caractéristiques Cerveau humain Ordinateur
Support des données neurones circuits électroniques
Véhicule des données neurotransmetteurs
(substances chimiques)
impulsions électriques
Enregistrement des données analogique  (continu) numérique  (binaire)
Types de mémoires à long terme
à court terme
registres sensoriels
externes : bibliothèques
morte         (ROM)
vive            (RAM)
tampon      (buffer)
périphériques : disques, …
Localisation,
spécialisation des fonctions
aires cérébrales spécialisées (cortex visuel, …) circuits spécialisés (CPU, mémoires, contrôleurs, horloge, …)
Nombre de cellules ≈ 30 000 000 000  (1010) 4 000 000 000  (109)
Liaisons par cellule ≈ 10 000 (104) 2  (cellules voisines)
Structure réseau (non linéaire) liste (linéaire)
Durée des impulsions 0,001 sec  (10-3) 0,000 000 001 sec   (10-9)
Vitesse de propagation 130 m/sec  (102) 300 000 000 m/sec  (108)
Temps d’accès (sec.) 0,1 sec (10-1) 0,000 000 1 sec  (10-7)
Débit (bits/sec.) faible    (102) fort    (108)

(adapté de Systèmes à base de connaissances, Paquette et Roy, p. 19)

Sous certains aspects, l’ordinateur dépasse largement le cerveau humain, notamment au plan de la «puissance brute» qui se mesure au débit d’information traitée, au temps pour y accéder et à la vitesse de propagation des impulsions. Et la progression des spécifications qui se maintient laisse entrevoir des performances encore plus impressionnantes.

C’est au plan structurel que le cerveau humain surclasse complètement l’ordinateur. Le réseau de neurones qui permet un nombre faramineux d’interconnexions est une structure complexe qui permet des agglomérations de cellules en interaction. C’est une organisation complexe qui autorise redondance et information manquante.

B) Ressemblances et différences

Une comparaison des deux machines fait ressortir leurs particularités et suggère leurs forces et faiblesses respectives.

Caractéristiques Cerveau humain Ordinateur
Données de base * inputssensoriels (influx nerveux)

* impulsions électriques et neurotransmetteurs

séquence de bits (octets), impulsions électriques
Types et représentations des données (formats) objets mentaux complexes (concepts, images) encodés par des réseaux de neurones * binaire

* par construction :
nombre, caractère, tableau, liste, procédures, son, image

Capacité de mémoire faible mais diversifiée grande avec contraintes de format
Capacité de traitement * faible

* qualitativement évoluée

* forte (puissance brute)

* en progression

Tâches en parallèle (multi traitement) * oui, quelques-unes

* tâches exécutées «instinctivement»

* oui, plusieurs

* plusieurs processeurs en parallèle

Capacité d’apprentissage * très forte

* plusieurs variantes : inférences, induction, déduction, généralisation

* autonomie, adaptation à des situations nouvelles

* faible

* formes rudimentaires : mémorisation, imitation

* réduite à un champ circonscrit

Opérations * calculs

* lecture, traduction

* raisonnements avec données floues ou manquantes

* audition, vision, reconnaissance de formes

* inférences

* analyse / conception

* planification

* jugement

* conscience / métacognition

* calculs

* recherche, assemblage et traitements de données

* encodage / décodage

* traduction (transposition)

* inférences

Communication * codes linguistiques

* langues naturelles

* signes

* communication non verbale

* par protocoles prédéterminés :
IP, FTP, HTML, …

C) Forces et faiblesses respectives

C’est au niveau qualitatif que l’être humain se distingue de l’ordinateur.

Pour des tâches simples et bien circonscrites, les performances de l’ordinateur surpassent de loin celles du cerveau humain. Évidemment, l’ordinateur est imbattable pour des tâches répétitives et il ne commet (presque) jamais d’erreurs. L’ordinateur n’est pas apte à exécuter des tâches complexes, des activités de haut niveau.

Par son évolution personnelle et celle de son espèce, l’être humain est adapté aux exigences de tâches de haut niveau. Il sait exploiter efficacement son expérience et mettre à profit sa culture. À la place de données mémorisées et de programmes exécutés comme un automate, l’humain peut mettre en œuvre ses apprentissages cumulés, un vaste bagage culturel, son autonomie et sa capacité d’apprentissage.

L’être humain est aussi capable de communiquer en langage évolué, voire par signes. Et il semble le seul animal de la nature capable de conscience, de métacognition, c’est-à-dire de réfléchir à sa propre condition et de s’observer en train d’exécuter des tâches. Ces avantages résultent de la complexité de l’organisation du cerveau humain. En somme, la supériorité de l’être humain réside ultimement dans l’histoire de son développement comme produit de l’évolution et de sa culture :

  • évolution de l’espèce (phylogenèse) étalée sur des millions d’années comparée à 60 ans pour l’ordinateur,
  • culture acquise progressivement et transmise dans la vie en société depuis des millénaires comparée aux données brutes accumulées sur des périphériques et des réseaux depuis quelques décennies
  • expérience personnelle acquise depuis sa naissance comparée aux quelques années pour l’ordinateur.

En principe, il n’existe pas de limite à la puissance des ordinateurs. En pratique, cette limite évoluera comme notre capacité à construire des organisations complexes et à concevoir des mécanismes d’apprentissage programmés. À cet effet, l’apprentissage automatique (machine learning) est aussi l’un des champs d’étude de l’intelligence artificielle. Son objectif consiste à réaliser des machines, comme les réseaux neuronaux, qui apprennent au sens où elles cumulent et construisent des informations en exploitant des données de leur environnement et de leur fonctionnement. Par exemple, on peut constater que Google apprend puisque les robots qui consultent en permanence les serveurs contribuent à enrichir ses connaissances qu’il va utiliser pour fournir des réponses toujours plus actuelles et exactes aux requêtes des usagers.

Par ailleurs, l’architecture de l’ordinateur est inspirée de celle du cerveau humain car elle respecte une hiérarchie dans ses composantes. Les couches cervicales inférieures, vestiges des premiers stades de développement du cerveau des reptiles et mammifères, sont responsables de la régulation de mécanismes de base de l’organisme. De même, le système d’exploitation des ordinateurs (Windows, Linux, …) supervise le fonctionnement des autres applications et gère l’allocation des ressources disponibles selon les priorités des tâches (processus) à exécuter.

 

Source:http://www2.cegep-rimouski.qc.ca/isc/?p=402

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