Brosses à dents, BristleBots et la nature de l'intelligence

Le comportement collectif des insectes est l'une des merveilles de la nature. En particulier, de nombreuses espèces de termites unissent leurs forces pour créer les structures complexes de monticules les plus extraordinaires avec des tunnels et des cavernes interconnectés qui peuvent s'étendre sous terre sur plusieurs dizaines de mètres.

Comment ils organisent ce comportement est l'un des grands mystères de la science moderne. Diverses théories proposent que le comportement émerge de la façon dont les insectes communiquent entre eux ou même d'une sorte d'intelligence sociale.

Aujourd'hui, Luca Giomi et des amis de l'Université Harvard à Cambridge suggèrent que la réponse pourrait être beaucoup plus simple et beaucoup plus étrange encore que cela. Ils disent qu'un comportement collectif complexe émerge de la mécanique du déplacement dans un environnement. En d'autres termes, aucune communication particulière, aucune règle sociale ou intelligence de groupe n'est requise.

Ces gars-là font leur découverte à l'aide de BristleBots, de simples automates fabriqués à partir d'une tête de brosse à dents et d'un moteur de vibrateur de téléphone portable. Mettez-en quelques-uns dans un enclos circulaire et ils se promènent au hasard.

Mais lorsque Giomi et co ont augmenté le nombre de BristleBots, ils ont commencé à s'auto-organiser en des choses comme des essaims tourbillonnants. La transition du désordre à l'ordre n'est déclenchée que lorsque la densité atteint un certain seuil. Ils ont posté une vidéo de leur expérience ici .

Giomi continue de simuler et de reproduire le même comportement à l'aide d'un modèle informatique de leurs BristleBots.

Bien sûr, il y a bien plus dans cette situation que le mouvement aléatoire d'automates stupides. Les BristleBots sont capables de détecter et de réagir aux aspects de leur environnement dans le sens où ils changent de direction lorsqu'ils rebondissent sur les murs de confinement et les uns sur les autres.

C'est ce facteur - la capacité d'interagir avec l'environnement et les autres BristleBots de la manière la plus simple - qui conduit au comportement auto-organisé.

L'idée que l'interaction entre des objets en mouvement et leur environnement peut conduire à un comportement de type intelligent n'est en aucun cas nouvelle. Un exemple intéressant est un goutte de pétrole apparemment intelligente qui est capable de se frayer un chemin à travers un labyrinthe .

Cette intelligence n'est qu'une illusion. L'astuce ici est de réaliser que la solution du labyrinthe est codée dans sa structure. Ainsi, en plaçant un produit chimique au centre du labyrinthe, cela crée un gradient chimique que le blob suit à l'aide d'une simple réaction chimique.

Mais le point important est que ce mécanisme permet au blob d'extraire la solution de son environnement.

Pour le moment, le comportement des BristleBot et l'environnement dans lequel ils sont confinés sont tous deux relativement simples. Cependant, il n'est pas difficile d'imaginer les Bristlebots démontrant un comportement plus intelligent en interagissant ensemble dans des environnements plus complexes.

Une question intéressante est de savoir s'il existe des règles qui régissent les types de comportements collectifs qui émergent ; si le comportement émergent peut être conçu de manière reproductible.

Par exemple, serait-il possible de créer un environnement dans lequel BristleBots finirait par construire une structure semblable à une ville avec des tunnels et des cavernes interconnectés ? Les termites le font pour qu'il ne soit pas impossible qu'un essaim de Bristlebots dans un environnement approprié finisse par pousser du sable ou des briques Lego d'une manière qui forme une structure semblable à une termitière.

Au cœur de tout cela se trouve la question fondamentale de la nature de l'intelligence elle-même. Nous, les humains, nous considérons comme des êtres intelligents, mais dans quelle mesure cela est le résultat de simples interactions avec l'environnement dans lequel nous nous trouvons.

Le message des termites, des gouttes d'huile et des BristleBots est probablement bien plus que ce que nous pensons.

Réf : arxiv.org/abs/1302.5952 : Essaimage, tourbillonnement et stase dans les BristleBots séquestrés

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