Que sont les automates Jaquet-Droz, et pourquoi les appelle-t-on des ordinateurs avant l’heure?

Imaginez une poupée de la taille d’un enfant, assise à un petit pupitre. Elle trempe une plume d’oie dans un encrier, secoue l’excès d’encre d’un petit coup de poignet et commence à écrire une phrase en lettres soignées, les yeux suivant la plume sur la page. Personne n’y touche. La poupée a environ 250 ans, et elle fonctionne toujours.

Cette poupée, c’est l’Écrivain, le plus complexe des trois automates fabriqués en Suisse à la fin du XVIIIe siècle. (Le nom de famille s’écrit Jaquet-Droz; on le voit parfois écrit Jacquet-Droz.) Ce qui rend l’Écrivain spécial, ce n’est pas seulement son habileté, mais le fait qu’on peut changer ce qu’il écrit. Vous fixez le texte, et la machine l’exécute. C’est l’idée de base de la programmation.

Qui les a fabriqués, quand et où

Les trois automates ont été construits entre 1768 et 1774 à La Chaux-de-Fonds, une ville horlogère de Suisse. Leurs créateurs étaient :

• Pierre Jaquet-Droz (1721–1790), un horloger qui dirigeait l’entreprise familiale;
• Henri-Louis Jaquet-Droz (1752–1791), son fils;
• Jean-Frédéric Leschot (1746–1824), qui travaillait avec eux.

Ces six années couvrent les trois poupées ensemble; la date exacte d’achèvement de chacune est moins certaine. Les poupées n’ont pas été faites pour la science. C’étaient des pièces de prestige, construites pour attirer l’attention et aider l’entreprise à vendre des montres et des oiseaux mécaniques à une riche clientèle partout en Europe. Elles ont beaucoup voyagé et changé de mains plusieurs fois. En 1906, la Société d’histoire et d’archéologie de Neuchâtel les a achetées pour 75 000 francs or et, le 1er mai 1909, elles ont été données à la Ville de Neuchâtel. Elles sont depuis l’un des clous de son Musée d’art et d’histoire, et le personnel du musée les fait encore fonctionner devant les visiteurs.

Les trois poupées

La Musicienne est une jeune femme assise devant un petit orgue construit pour elle. Elle en joue vraiment, en appuyant sur les touches avec ses doigts; la musique ne vient pas d’une boîte à musique cachée. Sa poitrine se soulève et s’abaisse comme si elle respirait, et sa tête et ses yeux suivent ses mains. Elle compte environ 2 500 pièces.

Le Dessinateur est un petit garçon qui peut produire quatre dessins différents, dont un portrait du roi Louis XV et un chien accompagné des mots « Mon toutou ». De temps en temps, il souffle sur son crayon pour en chasser la poussière. Il compte environ 2 000 pièces.

L’Écrivain mesure environ 70 centimètres et compte à peu près 6 000 pièces. Il peut écrire n’importe quel texte personnalisé d’au plus 40 caractères.

Comment fonctionne l’Écrivain

La pièce clé à l’intérieur de ces poupées est la came. Une came est un disque plat au bord soigneusement façonné. Quand il tourne, un petit levier appuyé sur le bord monte et descend en suivant les bosses et les creux. Reliez ce levier au bras d’une poupée, et la forme du disque devient un mouvement de la main. Autrement dit, la came stocke un mouvement dans le métal.

Pour dessiner ou écrire, la main doit bouger de trois façons : à gauche et à droite, vers le haut et vers le bas de la page, et en levant ou en posant la plume sur le papier. Le Dessinateur utilise des jeux de cames qui encodent ces trois mouvements pour chaque dessin.

L’Écrivain ajoute un étage crucial. Il possède un ensemble de groupes de cames, un groupe pour chaque lettre qu’il peut former. Devant eux se trouve une roue sur laquelle l’opérateur sélectionne les caractères un à un, jusqu’à 40. Pendant que la machine fonctionne, la roue passe d’un réglage au suivant, et chaque réglage indique au mécanisme quelles cames de lettre suivre.

Voici l’idée sous forme d’exemple. Supposons que vous vouliez faire écrire « BON » à l’Écrivain :

La forme des lettres ne change jamais; elle est fixée dans les cames, un peu comme la mémoire permanente d’un ordinateur. C’est la roue que vous changez, un peu comme un programme ou un document que vous tapez. Séparer ce que la machine sait faire et les instructions que vous lui donnez, c’est exactement le principe de conception de chaque ordinateur que vous utilisez.

Pourquoi c’était important

Les poupées Jaquet-Droz ont fasciné les cours royales de leur temps, et elles attirent encore les foules à Neuchâtel. Pour les historiens de la technologie, elles comptent parce qu’elles montrent, en laiton et en acier, qu’on pouvait construire une machine pour accomplir une tâche complexe et la reprogrammer pour une autre sans la reconstruire. Elles précèdent de plusieurs décennies les plans de machines à calculer de Charles Babbage.

Il vaut la peine d’être clair sur ce qu’elles ne sont pas. Les poupées ne perçoivent rien et ne décident de rien. L’Écrivain n’a aucun moyen de remarquer que son papier glisse ou que son encre s’épuise. Chaque mouvement a été prévu à l’avance par leurs créateurs. En 2019, c’est encore ainsi que fonctionnent la plupart des robots d’usine : ils répètent un trajet programmé avec une grande précision. Les robots plus récents des laboratoires de recherche, qui apprennent grâce à des caméras et à la pratique, tentent de faire ce que l’Écrivain n’a jamais pu faire.

Quelle est la différence entre une machine programmée et une machine intelligente?

Une machine programmée fait exactement ce que disent ses instructions. L’Écrivain formera les 40 caractères que vous réglez, quels qu’ils soient, mais il ne peut pas remarquer une faute d’orthographe, choisir un meilleur mot ni s’adapter quand quelque chose tourne mal. Toute l’intelligence réside chez les gens qui ont conçu les cames et chez la personne qui a réglé la roue.

Un système intelligent, au sens où les chercheurs en IA emploient le terme, doit gérer des situations que ses concepteurs n’ont pas prévues une à une. Il lui faut un moyen de recueillir de l’information sur le monde, comme une caméra ou du texte, et un moyen de choisir quoi en faire. Les systèmes modernes apprennent souvent ces choix à partir d’exemples plutôt qu’en suivant des étapes écrites à la main.

La frontière entre les deux n’est pas toujours nette. Tout programme d’IA reste, au fond, un programme qui tourne sur une machine. La différence, c’est la part du comportement qui a été écrite à l’avance et la part que le système trouve par lui-même. L’Écrivain se situe à une extrémité de cette échelle, magnifiquement et entièrement programmé.