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Décrypter la communication : la leçon des robots

Lors qu'il s'agit de trouver à "manger", les robots savent s'exprimer! © EPFL 2012

Lors qu'il s'agit de trouver à "manger", les robots savent s'exprimer! © EPFL 2012

Une expérience dirigée à l’UNIL par Laurent Keller et à l’EPFL par Steffen Wischmann et Dario Floreano montre que les systèmes de communication peuvent évoluer différemment au sein d’une même espèce et d’un même environnement. Réalisée avec des robots, cette recherche peut permettre de mieux comprendre la communication dans le monde animal.


Une recherche conjointe à l’UNIL et à l’EPFL a permis de suivre l’évolution de la communication dans 100 groupes de 20 robots au cours de 1000 générations. Les robots étaient équipés d’une caméra captant l’environnement, de roues et d’un anneau leur permettant de produire des signaux lumineux de plusieurs couleurs. Placés dans des arènes, ils devaient localiser une source de nourriture virtuelle visible seulement au moment où ils arrivaient dessus. Leur comportement était guidé par un «réseau neuronal», lui-même contrôlé par des gènes qui pouvaient évoluer par mutation et sélection au cours des générations.

Une première expérience a montré que les robots acquièrent rapidement un système de communication leur permettant de transmettre à leurs congénères des informations sur l‘emplacement de la nourriture. En fait, deux systèmes de communication bien distincts ont évolué selon les populations. Le mécanisme le plus simple, utilisant une seule couleur pour indiquer la nourriture, s’est révélé plus efficace que le système employant deux couleurs, l’une dirigée vers la nourriture, l’autre vers le reste de l’arène.

Il est également apparu qu’une population ayant évolué vers un type de communication relativement efficace n’en change pas, car il faudrait alors modifier simultanément la manière de transmettre l’information et la façon d’y répondre. Autrement dit, un système de communication, tout comme une langue, ne peut pas changer rapidement au cours des générations. En outre, cette recherche souligne l’importance des facteurs aléatoires dans les processus évolutifs. L’expérience réalisée dans vingt groupes homogènes (robots de même espèce) montre en effet qu’une moitié choisit la stratégie la plus simple à une couleur, tandis que l’autre moitié opte pour le système à deux couleurs.

Dans un climat de concurrence, la complexité l'emporte
Enfin, une seconde expérience a pu démontrer que, même chez les robots, rien n’est parfait. En effet, dans un contexte de compétition, lorsque des groupes de robots étaient confrontés à des robots d’autres populations, c’est la stratégie la plus complexe (bicolore) qui s’est imposée, en dépit de l’efficacité éprouvée de la stratégie monocolore.

Soutenue par le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNS), cette recherche est publiée dans la revue PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States. Elle démontre que les stratégies de communication peuvent évoluer de manières divergentes au cours des générations dans un environnement identique.

«On sait que les systèmes de communication chez les animaux sont très complexes, conclut Laurent Keller, et cette diversité a pris forme sur un temps très long. Notre expérience montre comment ça se passe et révèle que les facteurs environnementaux ne sont pas seuls en cause, comme on pourrait le penser. Les robots jettent un éclairage inédit sur les processus d’évolution.»


Auteur: Communication UNIL
Source: Mediacom