Apprentissage collectif : liens entre émergence et programmation

Les systèmes vivants composés de nombreux individus présentent des comportements fascinants à plusieurs égards. On pense aux immenses nuées d’étourneaux dont les ballets enchantent le ciel de nos campagnes, mais aussi à la formidable organisation des diverses sociétés de fourmis ou d’abeilles capables de mille prouesses pour fabriquer leurs nids, dénicher de la nourriture, ou migrer d’un site à un autre.

L’observation de ces systèmes est une source d’inspiration sans fin pour les chercheuses et chercheurs qui s’intéressent à la robotique en essaim. Comment programmer un grand nombre de robots, relativement simples, afin de leur faire réaliser des tâches similaires ?

D’emblée se pose la question de ce qu’il faut programmer. Faut-il programmer chaque robot à réagir de telle ou telle façon à chacune des situations qui peut se présenter à lui ? C’est difficilement imaginable étant donné la variétés sans fin des situations possibles. Une alternative est de programmer chaque robot à apprendre, au fur et à mesure des situations rencontrées. Mieux encore, on peut essayer de programmer les robots à apprendre collectivement, en s’échangeant les bonnes idées par exemple !

Mais faut-il tout apprendre ? Après tout la nature recèle aussi de nombreux exemples de phénomènes émergents, au cours desquels un grand nombres d’entités s’auto-organisent pour former un tout aux propriétés remarquables, sans qu’aucune forme d’apprentissage ne soit à l’œuvre. L’exemple le plus connu, qui n’en reste pas moins le plus spectaculaire, est la cristallisation d’un liquide en solide : plusieurs milliards de milliards de molécules s’ordonnent en un ensemble géométriquement parfait en quelques secondes ! Or ce phénomène est « bien » compris des physiciens depuis « longtemps ». Quelle places faut-il alors laisser à l’émergence dans la réalisation de tâches collectives ?

Peut-être l’intelligence de nos chères abeilles consiste-t-elle justement à n’apprendre que ce qui est nécessaire pour exploiter au mieux ce qui émerge spontanément ? Auquel cas, nous ferions bien de nous en inspirer…

Les conférences expérimentales sont soutenues par le Fonds ESPCI Paris.