Sur le dos des fourmis

S'appuyant fortement sur la chimie de la biologie, des chercheurs de l'Université Humboldt en Allemagne ont mis au point un moyen permettant aux agents électroniques d'assembler efficacement un réseau sans s'appuyer sur un plan central.

Les chercheurs ont modelé leur idée sur les méthodes d'insectes et d'autres formes de vie dont les communications manquent de planification centrale, mais qui parviennent à former des réseaux lorsque les individus sécrètent et réagissent à des pistes chimiques.

Les chercheurs ont découvert que ce qui fonctionne pour les fourmis et les bactéries fonctionne également pour des morceaux de code informatique autonomes. L'idée est inspirée de modèles chimiotactiques de suivi de la formation de sentiers largement présents chez les insectes, les bactéries [et] les moisissures visqueuses, a déclaré Frank Schweitzer, professeur agrégé à l'Université Humboldt et chercheur associé à l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'intelligence autonome en Allemagne.

Le travail pourrait éventuellement être utilisé pour des circuits d'auto-assemblage, des groupes de robots coordonnés et des traitements adaptatifs du cancer, selon Schweitzer.

Les communautés d'insectes, de bactéries et de moisissures visqueuses coordonnent les processus de croissance en fonction des interactions entre les pistes chimiques laissées par les individus. Les chercheurs ont mis en place un réseau similaire à l'aide d'une simulation informatique d'agents électroniques se déplaçant de manière aléatoire sur une grille contenant des nœuds de réseau non connectés.

Plutôt que de déterminer la structure d'un réseau dans une approche descendante de planification hiérarchique, les agents ont trouvé des nœuds et créé des connexions dans un processus ascendant d'auto-organisation.

Lorsqu'un agent se produisait sur un nœud, il commençait à produire l'une des deux pistes chimiques simulées à un rythme qui diminuait dans le temps. La force de la traînée chimique s'est également estompée avec le temps. La clé du réseau d'auto-assemblage est que les agents sont attirés par les pistes chimiques tracées par d'autres agents.

Le modèle des chercheurs contient deux types de nœuds de réseau - bleu et rouge. Chaque agent commence comme un agent vert, qui ne trace pas de traces chimiques et se déplace de manière aléatoire. Lorsqu'un agent se produit sur un nœud bleu, il devient bleu et lorsqu'un agent se produit sur un nœud rouge, il devient rouge. Les agents rouges et bleus tracent des pistes chimiques qui attirent les agents de la couleur opposée.

Au fil du temps, le modèle passe de nombreux agents verts se déplaçant de manière aléatoire à des agents colorés se déplaçant entre les nœuds, comme le trafic dans un réseau. Vous voyez un réseau qui connecte presque tous les nœuds voisins, a déclaré Schweitzer.

La méthode chimique résout simultanément les deux problèmes de base des nœuds de détection d'auto-assemblage de réseau et d'établissement de liens entre les nœuds, a déclaré Schweitzer.

Ce type de réseau résout rapidement les pannes et les perturbations, a déclaré Schweitzer. Si la position des nœuds est modifiée, le réseau s'ajuste en conséquence. Si un lien est rompu, il sera restauré très rapidement.

Les résultats devraient aider les efforts visant à utiliser des phéromones virtuelles pour coordonner les agents informatiques et les robots du monde réel, a déclaré Schweitzer. Les phéromones sont les produits chimiques utilisés par les fourmis dans leurs réseaux. Les mêmes principes peuvent être utilisés pour développer des circuits électroniques à auto-assemblage à partir de blocs de construction tels que des nanofils, a-t-il déclaré.

Les réseaux d'auto-assemblage sont importants, a déclaré Tamas Vicsek, professeur de physique à l'Université Eotvos en Hongrie. En fait, des réseaux comme Internet sont assemblés en permanence en fonction de leurs performances réelles, a-t-il déclaré.

Viksek a déclaré que le modèle des chercheurs de Humboldt pourrait provoquer des informations utiles pour ceux qui gèrent des réseaux. Alors que d'autres conceptions de réseau modifient également leurs structures en fonction du temps et d'autres paramètres, l'équipe de Humboldt a distingué son modèle en introduisant des agents, ce qui est agréable, selon Viksek. Mais, a-t-il ajouté, le modèle est actuellement trop compliqué pour être largement appliqué.

C'est une direction qui mérite d'être développée davantage, a-t-il déclaré.

Les collègues de recherche de Schweitzer étaient Sankt Augustin et Benno Tilch de l'Université Humboldt. Ils ont publié la recherche dans le numéro du 21 août 2002 de Examen physique E. La recherche a été financée par l'Université Humboldt.

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