Alliage, numéro 27, 1996
Ceux qui construisent la "réalité virtuelle"...
Brigitte Chamak
Après l'intelligence artificielle, la "réalité virtuelle", oxymoron provocateur, a fait son apparition dans les années 70 pour acquérir un statut tout particulier dans les années 90, statut lié au potentiel de ses applications, du robot téléguidé aux visites architecturales simulées et à la "visualisation scientifique", en passant par les jeux vidéo et le "cybersexe". Un monde virtuel est défini comme "une base de données graphiques interactives, explorable et visualisable en temps réel sous forme d'images de synthèse tridimensionnelles de façon à donner le sentiment d'une immersion dans l'image" (Quéau, 1993). à l'aide d'un visiocasque équipé d'écrans miniatures à cristaux liquides, une vision stéréoscopique est obtenue et l'utilisation de divers capteurs de position placés à plusieurs endroits du corps donne une sensation de corrélation musculaire. Ces deux types de stimuli sensoriels, associés à un ordinateur pilotant le système, permettent d'induire cette impression de déplacement physique dans un environnement virtuel, et des gants bien particuliers (voire des combinaisons entières) donnent à notre main (ou à tout notre corps) la possibilité de manipuler des objets dans ces mondes virtuels. Howard Rheingold (1991), journaliste qui a largement contribué à populariser les recherches en réalité virtuelle, estime que celle-ci se trouve au "carrefour de l'optique et de la robotique, des sciences cognitives et de l'ingénierie biomédicale, des programmeurs d'applications graphiques et des théoriciens de la logique de commande, des laboratoires Bell et de Disney ou autres Lucasfilms".
Mais comment pensent et travaillent les chercheurs qui développent et perfectionnent cette nouvelle technologie aux applications multiples et souvent lucratives ? Une analyse du parcours des hommes (la plupart des chercheurs dans ce domaine sont des hommes), de leurs discours et de leurs pratiques permet de voir émerger deux caractéristiques :
1. l'importance de la science-fiction comme source d'inspiration ;
2. la fréquence des carrières double chercheurs-hommes d'affaires.
La culture science-fiction, que prônent nombre de chercheurs en réalité virtuelle, nous amène à analyser ce phénomène qui consiste, pour un chercheur, à utiliser l'imagination de romanciers afin de trouver un sujet de recherche et élaborer un modèle du monde à venir qu'il veut contribuer à façonner. Une symbiose entre homme et machine est proposée : jusqu'où ira cette symbiose ? Si le monde que décrit William Gibson, romancier de science-fiction très cité dans le monde de la simulation virtuelle, est utilisé comme modèle, nous dirigeons-nous vers une "posthumanité" faite de "cyborgs" aux multiples prothèses ? Et ce type de monde sera-t-il imposé, comme s'impose l'idée que celui qui n'adhère pas de façon enthousiaste aux innovations technologiques les plus révolution-naires sera vite dépassé et ne comprendra plus rien au monde qui l'entoure ?
Une autre question se pose, si l'on remarque que de nombreux chercheurs américains travaillant dans le domaine de la réalité virtuelle, après avoir fabriqué des jeux vidéo pour Atari, ont réussi à gagner suffisamment d'argent pour se mettre à leur compte et devenir des chefs d'entreprise. Comment, du métier de chercheur, passe-t-on à celui d'entrepreneur ? Comment les liens entre les milieux scientifiques et industriels se resserrent-ils ? Existe-t-il une perversion de type cercle vicieux qui enfermerait un chercheur, de son plein gré la plupart du temps, dans un système qu'il accepte a priori comme le seul possible ? Le monde de la recherche ne franchit-il pas là une étape supplémentaire vers une perte d'autonomie croissante vis-à-vis du monde de la finance ? Les intérêts pécuniaires du chercheur étant de plus en plus liés aux orientations qu'il va prendre, les solutions alternatives tendront-elles à disparaître ? La possibilité d'une certaine pluralité est-elle remise en cause par une science qui se veut unifiée et unifiante, et qui place l'ordinateur et ses logiciels au centre d'un monde tayant une propension à se rapprocher de certains univers décrits par des romanciers de science-fiction ?
Quand les livres de science-fiction servent de référence aux chercheurs...
Dans sa nouvelle de science-fiction La brousse, écrite en 1950, Ray Bradbury a présente un couple avec deux enfants habitant une "Demeure de la vie heureuse", maison qui les habille, les nourrit... subvient à tous leurs besoins. Mais les parents commencent à ne plus trop apprécier cette maison qui fait tout, induisant chez eux un sentiment d'inutilité. Ce qui les préoccupe le plus est la nursery et sa brousse africaine, "monde virtuel" (ce terme n'était pas encore utilisé à l'époque) que les enfants ont choisi. Quand on pénètre dans cette pièce, la brousse africaine apparaît "en trois dimensions, de toutes parts, en couleurs, dans ses moindres détails, jusqu'au plus petit caillou." Le plafond devient un ciel intense avec un soleil brûlant. Les "odorophones" diffusent des odeurs de fauves, de poussière et d'herbe à lions. On peut entendre le piétinement d'une antilope, le froissement d'ailes de vautours, et voir les lions dévorer leurs proies. Si les parents sont inquiets, c'est que leurs enfants y passent leur vie. Cette nursery semble avoir pris leur place dans l'affection des enfants, et quand leur père les menace de fermer cette pièce, ils développent une telle haine envers leurs parents qu'ils finissent par les faire dévorer par les lions (virtuels ?) plutôt que de se résigner à vivre sans la nursery.
Michael McGreevy, qui a travaillé au début des années 80 sur les images de synthèse en relief et qui a intégré le centre Ames de la NASA, à Mountain View, en Californie, se réfère à cette nouvelle de Ray Bradbury et dit s'en être inspiré pour envisager la possibilité de réaliser des mondes virtuels avec une immersion totale, où la vision, l'odorat, le toucher et l'ouïe participeraient à donner l'impression de réalité. D'autres auteurs de science-fiction influencent de nombreux chercheurs en réalité virtuelle, qui n'hésitent pas à les citer. Marvin Minsky, qui dirige le laboratoire d'intelligence artificielle au MIT, dit s'être inspiré du roman de science-fiction de Robert Heinlein, Waldo (1940), pour inventer le terme "téléprésence" et imaginer toutes sortes de robots téléguidés (Rheingold, 1991).
Le cyberespace, terme très utilisé au sein du monde de la réalité virtuelle, a été créé par William Gibson, romancier de science-fiction. Dans son livre Neuromancien (1984), il définit le Cyberespace comme une "hallucination consensuelle vécue quotidiennement par des milliards d'opérateurs, en toute légalité et dans tous les pays...". Nombre de chercheurs dans le domaine de la réalité virtuelle se réfèrent à ce livre. à la question : Est-il raisonnable de bâtir une entreprise sur une idée de science-fiction ?, John Walker, fondateur de la firme Autodesk, répond : "Pourquoi pas ? C'est exactement ce que j'ai fait." Walker reconnaît que l'idée de passer à l'intérieur de l'ordinateur a ses origines dans la science-fiction et cite William Gibson. David Brande (1994) a déjà étudié l'idéologie et l'économie symbolique qui se dégagent du livre de Gibson, décrivant la disparition de l'humanité dans une société hyper-technologique où l'ordinateur règne en maître. Brande voit dans ces cyberespaces définis par Gibson "une fantaisie idéologique d'une grande importance pour une société capitaliste avancée". Le "cyborg" (habitant le cyberespace), en relation complexe avec la technologie (implants de puces électroniques, prothèses de toutes sortes, modification de la chimie nerveuse...), devient "une métaphore cruciale de la disparition d'un corps organique humain". Gibson "localise ces cyborgs dans des contextes matériels de modes et de relations de production", et construit des caractères qui doivent sans cesse se battre pour s'adapter à un environnement techno-culturel qui se modifie très rapidement. Les cyborgs expriment les forces sous-jacentes qui conditionnent leur environnement. Case, "cow-boy de la console", pirate au cerveau directement branché sur la "matrice", le monde des données et programmes où il évolue comme dans un univers réel, a pour mission de pénétrer le programme ultra-secret d'une multinationale. Pour Case, le pouvoir est synonyme de pouvoir des "zaibatsu, multinationales qui modelaient le cours de l'histoire humaine. Vues comme des organismes, elles étaient parvenues à une sorte d'immortalité. Vous ne pouviez pas tuer une zaibatsu rien qu'en assassinant une douzaine de cadres clés ; il y en avait d'autres qui attendaient, prête à grimper les échelons, pour assumer la place laissée vacante, accéder aux vastes banques de données de la firme".
La conception exprimée par Case concernant les patrons est également révélatrice : "Case avait toujours considéré comme allant de soi que les vrais patrons, les chevilles ouvrières d'une industrie donnée, devaient être à la fois supérieurs et inférieurs aux gens ordinaires (...) C'était cette même idée qui lui avait permis d'accepter l'aspect lisse et dépourvu de sentiment d'Armitage (qui lui a commandé sa mission). Il l'avait toujours imaginé comme la preuve d'une adaptation progressive, graduelle et volontaire à la machine, au système, à l'organisme parent. C'était la base également de ce sang-froid qu'il convenait d'arborer dans la rue, cet air fin qui sous-entendait des connexions, des liens invisibles avec des sphères d'influence secrètes et haut placées."
Dans ce monde des cyborgs, la toute-puissance des multinationales et des patrons est acceptée, intégrée, fait partie de l'univers. Ce roman de science-fiction de Gibson décrit une société capitaliste technologiquement avancée, où la manifestation des lois du marché est omniprésente et où une adaptation rapide aux modifications du milieu est indispensable pour survivre. Cette fiction, qui influence certains chercheurs en réalité virtuelle, nous incite à découvrir le milieu, le monde et les croyances dans lesquels vivent ces chercheurs.
Quand les chercheurs deviennent des entrepreneurs...
Comment ont débuté ces "as" de l'informatique, qui ont rendu possible l'émergence de ce nouveau domaine, et comment certains sont-ils parvenus à devenir des chefs d'entreprise ?
En 1971, Sutherland, concepteur du premier casque de visualisation stéréoscopique, part fonder sa société, Evans & Sutherland, spécialisée dans les simulateurs de vol. Jaron Lanier, président-directeur général fondateur de VPL Research, a commencé par créer des jeux vidéo pour Atari (Moondust, 1983). Les droits d'auteur qu'il en retire lui permettent de fonder sa propre entreprise en 1985. En 1989, Eric Gullichsen et Patrice Gelband démissionnent d'Autodesk, société qui a fourni le logiciel Auto Card, pour fonder Sense 8 Corporation. En 1990, Scott Fisher quitte la NASA pour co-fonder avec Brenda Laurel une société commerciale spécialisée en réalité virtuelle : Telepresence Research.
Mais essayons de remonter le temps pour comprendre comment, du statut de chercheur, on passe si rapidement à celui de chef d'entreprise : Ivan Sutherland, qui a été un étudiant de Claude Shannon, connu pour sa théorie de l'information, est souvent considéré comme le pionnier de la réalité virtuelle. C'est lui qui, en 1965, a produit le premier visiocasque, financé par l'ARPA (Advanced Research Projects Agency) et le Bureau de la recherche navale. Ce sont les principes de stéréoscopie qui sont à l'origine des visiocasques lesquels, par l'intermédiaire de simulations assistées par ordinateur, vous transportent dans d'autres mondes. Sir David Brewster inventa en 1844 un stéréoscope, et l'illusion binoculaire a commencé à avoir beaucoup de succès dans les années 50, avec les films en relief, pour la plupart des films d'horreur. Mais si les principes de stéréoscopie sont utilisés en réalité virtuelle, ce sont le développement de l'informatique, les travaux sur "l'intelligence artificielle" et sur "l'amplification de l'intelligence" qui jouent un rôle déterminant dans l'épanouissement de ce nouveau domaine en expansion (Hayles, 1994). Douglas Engelbart, ingénieur en électronique, considère l'ordinateur comme un "amplificateur de la pensée, un outil d'extension des capacités intellectuelles de l'homme." Il est entré en 1957 à l'ARC (Centre de recherche Augmentation Research Center) de l'Institut de Recherche de Stanford, en Californie, où s'est développée la micro-informatique. Au sein de l'ARC ont été inventées la "souris" et les autres caractéristiques clefs de la micro-informatique.
Dans les années 50, Engelbart pensait déjà que les ordinateurs devaient pouvoir afficher des données sur écran. Il avait l'ambition de participer à l'élaboration d'un "monde meilleur", et désirait utiliser les ordinateurs pour "influencer le monde de manière positive" (1963). Si Engelbart cherche à développer des interfaces homme-ordinateur permettant à l'homme de résoudre plus facilement toutes sortes de problèmes, c'est, précise-t-il, pour participer à l'élaboration d'un monde meilleur ; mais quel lien peut-il y avoir entre résoudre un problème et fabriquer "un monde meilleur" ? Et que veut dire "influencer le monde de manière positive" ? En son temps déjà, le taylorisme a triomphé grâce à une vision morale liée à la notion d'efficacité. Ce concept d'efficacité est toujours, et plus que jamais, au goût du jour. Le danger que peuvent représenter les ingénieurs ne viendrait-il pas davantage de leurs ambitions morales que de leur cynisme ?
Lorsqu'en 1931, Kurt Gödel publie On formally indecidable propositions in the Principia Mathematica and related systems, il démontre l'intrusion de l'indécidable dans les systèmes logiques. Si, même au sein des mathématiques, se pose le problème de l'indécidable, comment oublier que nombre de questions restent indécidables et que le problème réside dans la prise de décision et la responsabilité du choix sur des questions par essence indécidables. Vouloir oublier cette responsabilité en essayant de se persuader, et de convaincre les autres, que les capacités de mémoire et de rapidité de l'ordinateur nous aideront à fabriquer "un monde meilleur" paraît assez illusoire, surtout lorsque Rheingold (1991) nous affirme que "le ministère de la Défense est le père de la technologie (...) Du premier ordinateur numérique de l'Armée des années 40 aux visiocasques de l'armée de l'air des années 80, l'armée américaine a toujours été l'entrepreneur numéro un en ce qui concerne les innovations les plus significatives en informatique."
à la fin des années 50, dans le cadre de la guerre froide, après le lancement, en 1957, du premier satellite artificiel de l'URSS, Spoutnik-1, l'agence ARPA est créée, avec pour objectif de court-circuiter les procédures traditionnelles de financement de la recherche et permettre ainsi aux projets les plus avant-gardistes d'être directement financés. L'ARPA engage J.C. Licklider, psycho-acousticien, chercheur au MIT, qui voulait se décharger sur l'ordinateur des tâches mécaniques de recherche des informations. à la fin des années 50 et au début des années 60, le complexe militaro-industriel a fait appel aux plus brillants chercheurs du MIT pour élaborer des systèmes de défense au sol destinés à protéger les E.U. contre toute attaque nucléaire, appelés Semi-Automatic Ground Environment (SAGE). Le laboratoire Lincoln à Lexington (Massachusetts), laboratoire ultra-secret associé au MIT, employa Licklider dans la recherche sur les "facteurs humains". Il s'agissait d'imaginer comment mettre à disposition un grand nombre d'informations pour permettre une prise de décision immédiate. Le projet Whirlwind, élaboré au centre informatique du MIT, apporta une réponse avec des calculs à très grande vitesse et même une ébauche d'images de synthèse. SAGE et Whirlwind constituent les premiers projets en simulation, considérés comme les ancêtres directs de la réalité virtuelle.
En 1962, Licklider devint le directeur du Département des Techniques de Traitement de L'Information (IPTO). L'ARC et L'IPTO, financés par l'ARPA, constituaient deux grands centres de la micro-informatique. En 1970, Alan Kay, "l'une des brillantes superstars" issues de l'ARPA, entra au centre de recherche de Palo Alto (PARC), que venait d'ouvrir XEROX, et "l'épicentre de la révolution micro-informatique" se déplaça ainsi de l'ARC vers le PARC. Rheingold (1991) explique que "l'amendement Mansfield, élaboré en pleine guerre du Vietnam, empêcha l'ARPA de financer autre chose que la recherche dans le domaine de l'armement". Il s'ensuivit un exode de certains chercheurs jusque-là sponsorisés par la Défense.
C'est dans les années 70, au MIT, que des chercheurs qui allaient devenir les pionniers de la réalité virtuelle développèrent le concept selon lequel l'informatique pouvait être associée à d'autres médias audio-visuels. Tout comme les informaticiens de l'ARC, de l'ARPA et du PARC se connaissaient pour avoir collaboré, le groupe des "cybernautes" d'aujourd'hui sont des anciens d'Atari (jeux vidéo) qui se sont connus dans un groupe, fondé au sein du MIT dans les années 60, l'Architecture Machine Group, connu sous le diminutif de Arch-Mac, soutenu par l'ARPA et dirigé par Nicholas Negroponte et Richard Bolt. Negroponte constitua un groupe de recherche au sein duquel se trouvaient associées les sciences cognitives, l'informatique et les technologies de l'animation et des télécommunications.
L'un des objectifs était de produire des systèmes coopératifs homme-machine : "Comment coupler l'homme à la machine pour en faire un seul système ?" Frederick Brooks, du Département informatique de l'Université de Caroline du Nord (UNC), grand centre de la recherche en réalité virtuelle (Chapel Hill), s'intéresse aux systèmes mixtes homme-machine de résolution de problèmes. Dès 1969, IBM lui confie un ordinateur spécialisé dans l'imagerie. Brooks tente alors de faire entrer en symbiose machines et humains, le cerveau humain fournissant ce qu'il maîtrise mieux que l'ordinateur, c'est-à-dire la reconnaissance de formes, visuelles ou auditives, les évaluations, la capacité de langage, le sens de l'association conceptuelle ; l'ordinateur se chargeant des calculs, du stockage de grandes quantités de données et de la mémorisation sans faille des informations. Le premier problème pilote auquel s'attaquèrent Brooks et son équipe fut celui de l'amarrage moléculaire, après une rencontre avec Raymond Goertz qui avait conçu le bras de manipulation télécommandé (laboratoire Argonne National). Ce bras permettait de manipuler des substances radioactives derrière un blindage en plomb grâce à des machines télécommandées. Avec le système de télémanipulation mis au point à l'UNC, un biochimiste peut tester les configurations de molécules en les insérant fictivement dans des protéines représentées par des sphères colorées. Quand on cherche à introduire une molécule dans l'une des cavités de la protéine, on ressent l'effet de répulsion des forces électro-statiques grâce à des moteurs situés sur le bras de manipulation. Toujours à l'UNC, Stephen Pizer, responsable d'une équipe comprenant informaticiens, radiologues, cancérologues, chirurgiens et psychologues spécialistes de la perception, s'occupe d'imagerie médicale et, plus particulièrement, d'une application aux séances d'irradiations : "L'intérêt de cette application consiste à produire un programme d'irradiation qui concentre les rayons sur la tumeur et réduise l'impact de ceux-ci sur les autres régions." (Pizer).
La réalité virtuelle d'aujourd'hui a ainsi émergé au tournant des années 70 et 80 en différents lieux, mais c'est surtout en Californie, au centre de recherche d'Ames de la NASA, que la réalité virtuelle s'est développée dans les années 80. "C'est là qu'un spécialiste des interfaces homme-machine, un chercheur en sciences cognitives, un programmeur de jeux d'aventure et quelques bricoleurs assemblèrent les premiers prototypes de machines de réalité virtuelle de coût abordable." (Rheingold, 1991) Ingénieurs en informatique, psychologues et chercheurs en sciences cognitives collaborent à des projets en simulation virtuelle souvent financés par le complexe militaro-industriel. Ces chercheurs passent alternativement de la NASA à Atari ou Xerox, et il n'est pas rare qu'ils décident de fonder leur propre entreprise. Ainsi, les liens entre chercheurs, industriels et militaires sont renforcés, les intérêts et modèles des uns et des autre se trouvent de plus en plus proches. Les sociétés qui se spécialisent dans le commerce de l'exploration du "cyberespace" se multiplient : Autodesk, Sense 8 Corporation, Telepresence Research, Fake Space Labo, Pop Optix, Polhemus Navigation Systems, Simmgraphics, VPL Research... L'industrie de la réalité virtuelle est née.
En 1987, à la suite de la parution d'un article sur les gants DataGlove dans Scientific American (Oct. 84), la NASA passa un contrat avec VPL, la société qui a commercialisé ces gants. Toujours en 1987, la société Abrams-Gentile Entertainment ouvrit à VPL la porte des fabricants de jouets. Une version spéciale du gant, adaptée à une utilisation sur les consoles de jeu Nintendo (PowerGlove), fut commercialisée et, en 1990, un million d'exemplaires de ce gant était vendu. En 1990, s'ouvrit à Chicago un centre de jeux de guerre high tech : "Pour sept dollars, chaque participant peut utiliser une cabine sur vérins qui simule par le mouvement, le son et l'image, un vaisseau spatial, et participer à des batailles interstellaires virtuelles avec les autres joueurs."(Rheingold, 1991)
Les applications des recherches faites chez VPL recouvrent : la simulation chirurgicale ("cadavre virtuel") ; la collaboration avec les bureaux d'études d'un grand constructeur d'aéronautique ; le secteur des systèmes de visualisation financière, les jeux, les images de synthèse pour Hollywood... Ainsi, du monde des jeux et du cinéma à celui de la NASA, de l'économie et de la médecine, la réalité virtuelle étend de plus en plus son champ d'action. Outre les grosses sociétés telles que VPL, Autodesk et HITL (laboratoire des interfaces homme-machine créé en 1989 à l'université de Washington), de toutes petites sociétés ont émergé un peu partout aux Etats-Unis. C'est surtout dans Silicon Valley que des amateurs se sont lancés dans la fabrication d'ordinateurs, dès que la société Intel a commencé à vendre des microprocesseurs et, plus tard, MITS, des kits de construction de micro-ordinateurs.
Au Japon, parmi les grosses entreprises intéressées par la réalité virtuelle, on peut citer ATR (Advanced Telecommunications Research Institute International), aux financements colossaux. L'actionnaire principal d'ATR est Nippon Telephone and Telegraph (NTT), la société de télécommunication la plus importante du Japon. ATR est composée de plusieurs laboratoires, dont celui de recherche en perception et audition, qui étudient les mécanismes perceptifs et cognitifs de l'homme. Ses objectifs sont "l'innovation dans les techniques de reconnaissance vocale et visuelle et le développement d'interfaces homme-machine performantes et conviviales." Le projet "Communication avec sensations réalistes" a pour objectif de créer une salle multimédias expérimentale. Ces "espaces de rencontres virtuels" font appel à l'affichage en trois dimensions (de préférence sans visiocasque) et à toute technique permettant de donner l'impression d'immersion partielle ou totale dans la salle de réunion virtuelle. Il devient ainsi possible de réaliser des réunions entre individus qui se trouvent dans différentes régions du monde sans que personne se déplace. Ils peuvent se voir en trois dimensions et se parler en temps réel. Se référant à ces expériences de "téléexistence" qui permettent à "l'opérateur de voir à travers les yeux de la machine", Tachi et al. (1989) expliquaient que : "Cela fait longtemps que les hommes rêvent de se projeter dans un cadre éloigné d'eux, c'est-à-dire de vivre la sensation d'exister simultanément là où ils sont et ailleurs."
Réaliser ce que les hommes rêvent, leur procurer du plaisir, des jeux... Dans un monde où nombre de problèmes vitaux restent à résoudre dans la plupart des pays, comment la promotion du jeu et des loisirs est-elle vécue ? Quels arguments sont utilisés pour réussir à vendre aussi facilement des millions de jeux vidéo ? Comment expliquer le succès du projet Habitat mis en place en 1985 par Lucasfilm Games, premier projet à créer un environnement multi-participants, permettant à des milliers de joueurs de se retrouver dans un monde virtuel pour une sorte de jeu de rôles, où chacun choisit le personnage qu'il veut incarner ?
Bibliographie
- David Brande, "The Business of Cyberpunk : Symbolic Economy and Ideology in William Gibson", Configurations, vol. 2, no 3, 1994.
- Douglas Engelbart, "A Conceptual Framework for Augmenting Man's Intellect", Vistas in Information-Handling, vol. 1, Paul W. Howerton and David C. Weeks eds., Washington, D.C. Spartan Books, 1963.
- Katherine Hayles, "Boundary Disputes : Homeostasis, Reflexivity, and the Foundations of Cybernetics, Configurations, vol. 2, no3, 1994.
- Philippe Quéau, Le virtuel : vertus et vertiges, Champ Vallon, Collection Milieux, 1993.
- Howard Rheingold, Virtual Reality, Summit Books/Simon & Schuster, New York, 1991 ; trad. fr. La réalité virtuelle, Dunod, 1993.
Référence: http://www.cyberkit.com/tribune/alliage/27/cham.htm