Comment les asticots influencent le futur de la robotique
Publié par Redbran le 06/09/2016 à 12:00
Source: CORDIS-Europa
Que peuvent apprendre les concepteurs de logiciel et spécialistes de TIC des asticots? Beaucoup de choses, il semblerait. En comprenant comment les processus d'apprentissage fonctionnent dans des organismes simples, des scientifiques financés par l'UE espèrent entamer une ère de robots d'auto-apprentissage et d'informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport avec le...) prédictive.

Les animaux (qu'ils soient simples ou complexes) présentent une capacité d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de...) remarquable. Même avec une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) cérébrale restreinte, un organisme peut prendre la bonne décision en réponse à des stimuli externes, ce que la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative,...) d'apprentissage informatique actuelle a encore du mal à appréhender.

Apprendre grâce aux asticots

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) MINIMAL financé par l'UE, lancé en 2014, s'est concentré sur les processus d'apprentissage d'un animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On réserve aujourd'hui le...) relativement simple, la larve (La larve est le premier stade de développement de l'individu après l'éclosion de l'œuf ou la naissance chez un grand nombre d'espèces animales, ayant un...) de la mouche (Mouche est un nom vernaculaire ambigu en français. Le terme mouche (/muʃ/) provient du mot italien musca, qui désigne de nos jours principalement un genre (Musca) comprenant...) à fruits (asticots). Malgré ses 10 000 neurones en moins, cette créature est capable d'apprendre de façon rapide et flexible certains indices qui la conduisent vers les bonnes choses et l'éloignent des mauvaises.

"Comprendre les mécanismes spécifiques responsables de ce processus d'apprentissage pourrait avoir d'importantes applications pour la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), comme le développement de petits dispositifs robotiques d'auto-apprentissage", explique la coordinatrice du projet MINIMAL, le professeur Barbara Webb de la faculté d'informatique à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) d'Édimbourg, au Royaume-Uni.

"Cela permettrait, par exemple, de développer de petits robots peu coûteux utilisables dans l'agriculture de précision, capables d'apprendre quelles plantes ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins...) de fertilisant ou d'irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production, et permettre...). Ces apports seront alors fournis uniquement à l'endroit et au moment nécessaires. Notre idée principale est que ces systèmes, petits mais actifs, peuvent, comme les animaux, distinguer localement et ne mémoriser que les indices efficaces nécessaires pour la tâche en cours."

L'humble asticot a été sélectionné par Webb et son équipe car ils ont pu surveiller de près et contrôler le comportement de l'animal et ses processus cérébraux dans les plus infimes détails. Ils ont pu suivre tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le processus par lequel ces animaux peuvent apprendre de nouvelles odeurs qui les conduisent à de bons aliments (comme le sucre) et les éloignent des mauvais (comme la quinine).

"Nous avons découvert que certaines cellules cérébrales uniques spécifiques suffisent, lorsqu'elles sont activées, pour que la larve apprenne qu'une odeur particulière est bonne", affirme Webb. "Nous prévoyons d'étudier cela plus avant à l'aide d'une nouvelle méthode développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme l'enveloppe de la famille des droites normales à la courbe.) dans le cadre du projet MINIMAL, qui montre l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de cellules cérébrales spécifiques en les éclairant, que nous pouvons suivre même si la larve circule librement. Nous ne nous attendions vraiment pas à ce que cette récente méthode fonctionne ainsi. Il s'agit donc d'un des éléments les plus satisfaisants du projet jusqu'à présent."

Opportunités d'information

Les travaux de l'équipe du projet sur le processus d'apprentissage de l'asticot pourraient également bénéficier à d'autres domaines. "Bien que notre objectif principal était de démontrer ces capacités dans des systèmes robotiques réels, on peut trouver des parallèles dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...) de l'information", ajoute Webb.

Par exemple, alors que les tendances informatiques actuelles reposent souvent sur les big data, on remarque que dans la nature, les animaux assimilent souvent très peu de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) pour prévoir des associations (comme la capacité de l'asticot à détecter les bons aliments). Comprendre comment cela fonctionne pourrait avoir un impact sur le développement d'interfaces logicielles et informatiques capables d'anticiper les prochaines actions de l'utilisateur.

En se projetant encore plus vers l'avenir, il pourrait même être un jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit...) possible que les larves elles-mêmes soient des appareils computationnels, capables d'effectuer des tâches critiques de traitement du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit...).

"La prochaine étape est de consolider nos résultats en un modèle de mécanisme d'apprentissage neural de la larve et de le tester sur un robot (Un robot est un dispositif mécatronique (alliant mécanique, électronique et informatique) accomplissant automatiquement soit des tâches qui sont généralement...)", affirme Webb. "Nous avons également développé un robot asticot souple, mais son mouvement était difficile à contrôler. L'apprentissage biologique pourrait être la réponse, et nous sommes certains que ces robots ont le potentiel d'une gamme d'applications."

Le projet MINIMAL est prévu de s'achever fin 2016.

Pour plus d'informations voir: site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur...) du projet MINIMAL
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