Les volées d'oiseaux
Qui n'a pas vue ces oiseaux en formation serrée qui tournent tous quasi en même temps, comme répondant à un ordre invisible? Ils se posent-tous sur un même fils électrique et le quitte tous en même temps. Et ils sont des centaines d'individus, voir des milliers!Je suis ébahie d'admiration pour ce phénomène fascinant.
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Volée de moineaux à tête rouge du Sénégal (Source: Wikipedia)
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Des chercheurs s'y intéressent
Ces questions, et beaucoup d'autres sur le même sujet, ont déjà retenues l'attention de chercheurs du monde entier.Dès 1982, un article de Brian Partridge intitulé The Structure and Function of Fish Schools (Structure et fonction des bancs de poisson) paraît dans la prestigieuse revue Scientific America. Depuis, de nombreux articles scientifiques ont parlé entre autres du mouvement des troupeaux de bovins et du pourquoi de la formation en V des oies canadiennes.
Donc des gens sérieux se penchent sur ces phénomènes en apparence banals. Ce qui est encourageant de la gens humaine, non ?
Les simulations informatiques
Avec la venue de l'informatique accessible à tous à la fin des années 80, des chercheurs ont commencé à simuler ces mouvements de groupes pour tenter d'en extraire des règles.Un des pionniers dans ce domaine est Craig Reynolds qui en 1988 écrit un programme d'intelligence artificielle appelé Boids (Bird-Oïd Object) qui simule le comportement d'un groupe d'entités se déplaçant en groupe serré comme les volées d'oiseaux, les bancs de poisson ou les nuées d'insectes volants.
Il ressort de ses travaux qu'à partir de quelques règles de base suivies par tous les individus du groupe émerge un comportement de groupe caractéristique des volées.
Ces règles de base sont au nombre de trois:
- la séparation: l'individu évite de se faire foncer dessus par les autres;
- l'alignement: l'individu se dirige vers l'endroit "moyen" où ses collègues de volés rapprochés se dirigent;
- la cohésion: l'individu se rapproche du centre de masse de ses collègues de volés rapprochés;
Amélioration des modèles
Plusieurs autres chercheurs ont ensuite repris les travaux de Reynolds et les ont raffinés en y ajoutant des règles plus nuancées.Par exemple, Delgato Mata et al. en 2007 ont simulé l'effet de la peur dans le modèle en y incorporant les émotions via le sens de l'odorat et des phéromones.
Hartman et Benes en 2006 ont fait un pas plus loin en introduisant une force complémentaire dans le modèle pour simuler le leadership naissant d'individus qui décident alors de changer de direction de façon impromptu.
Les applications ludiques
Ce qui est probablement le plus fascinant est que ces recherches ont aboutis sur des applications très concrètes de ces algorithmes dans les domaines du jeu vidéo et du cinéma.Pour n'en citer que deux, en 1992, le premier des film de la série Batman de Tim Burton contient une scène avec des chauves-souris survolant Gotham City animées par les trouvailles de Reynolds. Et en 1998, le jeu video Half-Life contient des créatures volantes qui ont été animées grâce à l’algorithme de Reynolds.
