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© La Belle Société production / EPPDCSI-Universcience / MNHN / Ceebios / Ministère de la Transition écologique et solidaire / IRD / Institut des Futurs souhaitables / Région Sud / Région Nouvelle-Aquitaine / Région Bretagne / Communauté d'Agglomération Pays Basque / CNRS – 2019
Numéro de notice
7734
Effet Domino (L')
Titre Série
Nature = Futur ! Saison 2Pourquoi n'y a-t-il aucune collision dans les bancs de poissons ou les nuées d'étourneaux qui effectuent des changements de direction extrêmement rapides ? Et comment ces milliers d'individus arrivent-ils à partager autant d'informations ? Cette intelligence collective présente à différentes échelles du vivant est vitale pour de nombreuses espèces, mais l'homme ne la pratique pas encore...
Des chercheurs étudient ces propriétés du vivant dans le but de mettre au point des algorithmes bio-inspirés utiles à de nombreuses applications.
Durée
Année de production
Définition
Couleur
Son
Version(s)
Support Original
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Transcription
Commentaire voix-off :
Le vol des étourneaux est l'un des phénomènes les plus captivants et les plus spectaculaires observés dans la nature. Comment des milliers d'oiseaux arrivent-ils à se déplacer de manière si coordonnée et à réagir aussi vite en cas, par exemple, d'attaque d'un prédateur ? Ces phénomènes d'intelligence collective se retrouvent à toutes les échelles du vivant, que ce soit dans les colonies de bactéries, les bancs de poissons ou les essaims d'insectes. Dans quels domaines leur compréhension pourrait-elle être utile à l'homme ?
THERAULAZ Guy :
Tous les animaux ou les organismes qui constituent des groupes sociaux développent des mécanismes de coordination qui vont leur permettre de résoudre collectivement des problèmes qu'un seul individu n'est pas capable de résoudre tout seul. On s'intéresse à tous les processus de transmission de l'information et les processus par lesquels les animaux vont coordonner leurs actions pour réaliser différents types de tâches comme par exemple les déplacements collectifs.
Les poissons qu'on a étudiés ont une nage intermittente. C'est un petit poisson qui vit dans les courts d'eau du bassin inférieur de l'Amazone. On a utilisé différents types de dispositifs. D'abord un poisson isolé dans des arènes circulaires, et le comportement de ce poisson isolé va nous permettre de mesurer ses réactions, par exemple, à des obstacles au bord de l'arène et on va pouvoir également caractériser le comportement spontané d'un poisson. Puis ensuite, on va mettre un second poisson, et on va mesurer les réactions du premier poisson quand il y a un second poisson dans son environnement. Ce qui va nous permettre de reconstruire comment un poisson interagit avec un autre poisson qui est situé dans son voisinage, en fonction de la distance qui les sépare, en fonction de leur position relative et en fonction de leur orientation relative.
Et ensuite, dernière étape, on va travailler dans des groupes pour comprendre comment un poisson va intégrer les interactions avec les autres poissons. Et, à ce moment-là, on peut faire des hypothèses sur la manière dont il va combiner ces interactions.
Commentaire voix-off :
En utilisant des algorithmes d'apprentissage pour analyser ces différentes combinaisons, les chercheurs ont mis à jour des règles d'interactions d'un individu à l'autre. Comment les individus interagissent-ils ensuite au sein de groupes afin de coordonner leurs mouvements et quels types d'information utilisent-ils pour cela ?
THERAULAZ Guy :
On a une combinaison continue d'attractions et d'alignements. Lorsque les poissons sont à une distance inférieure à une longueur de corps, il va y avoir une réaction d'évitement. Lorsqu'ils sont très loin, aux environs de six sept longueurs de corps il y a une d'attraction qui va se mettre en place, et puis, entre les deux, un poisson va aligner la direction de déplacement sur celle de son voisin.
Ces expériences nous ont révélé, en fait, que on avait un phénomène qu'on appelle l'effet domino. C'est à dire qu'un poisson commence à changer de direction, puis il affecte le changement d'un autre poisson qui est situé juste derrière lui, et on a comme ça une information qui se propage de manière linéaire, qui ne s'amplifie pas et qui en même temps ne s'atténue pas. Donc en fait, le poisson minimise la quantité d'informations sur laquelle il doit porter son attention. C'est ce qui permet justement au groupe de pouvoir fonctionner collectivement finalement avec assez peu d'information à l'échelle individuelle.
Ce que les robots nous permettent de faire, que ne permettent pas de faire un modèle mathématique, là on va pouvoir vraiment mesurer l'impact des contraintes physiques. Qu'est-ce qui se passe lorsque les robots, en plus de leurs interactions, doivent gérer des collisions et des collisions avec des obstacles. Le robot nous permet de montrer que les règles de comportement qu'on a identifiées et qu'on a caractérisées chez les poissons sont effectivement robustes et permettent de reproduire ce qu'on observe chez les poissons. Il y a deux applications qui concernent l'homme. Tout d'abord le développement d'algorithmes distribués pour contrôler les activités d'essaims de drone qui sont complètement autonomes, capables de s'auto-organiser, pour réaliser différents types de tâches collectives comme la surveillance d'incendies de forêts ou pour aider dans des opérations de sauvetages.
L'homme, bien sûr, n'est pas encore habitué à développer des comportements collectifs intelligents puisque cela fait relativement assez peu de temps qu'il vit en société. Et donc on a pas encore développé si vous voulez des interactions qui vont permettre à l'échelle d'un groupe de développer de l'intelligence collective. Par contre, on a tous les outils qui nous permettraient de le faire. On a des smartphones qui vont nous permettre d'avoir accès à de l'information sur ce que font les autres par exemple. Et ces smartphones peuvent également traiter ces informations de façon à ne retenir que celles qui va nous permettre collectivement de développer une forme d'intelligence collective.
Et donc, grâce à ces applications sur smartphone ou sur internet justement, on a tous les outils qui vont nous permettre, on l'espère en tout cas, de s'inspirer de la façon dont l'information est traitée dans les sociétés animales, pour utiliser les mêmes principes et développer de l'intelligence collective chez l'homme.
Commentaire voix-off :
Un meilleur traitement et un meilleur partage de l'information chez l'homme
inspiré des organismes vivants pourraient permettre à des groupes de faire des choix collectifs plus efficaces et plus optimaux,
ou de lutter sur internet contre la propagation de fausses informations.