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Et si essaim de fourmis était un métamental ?

Et si essaim de fourmis était un métamental ?


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Il est évident qu'une seule fourmi est un être mais et si l'essaim de fourmis était une autre sorte d'être ? Avez-vous des idées sur la façon dont nous pourrions communiquer avec elle?


Bonne question, et personne n'a vraiment de réponse définitive, mais on considère généralement qu'un système, comme vous l'avez décrit, n'est pas un métamental comme vous l'appelez, ou un être singulier.

Définissons d'abord ce qu'est un être :

Un être est un système qui travaille ensemble pour maintenir collectivement toutes les caractéristiques de la vie. Ceux-ci sont:

  • étant constitué de cellules
  • la capacité de se reproduire
  • la capacité de réagir à un stimulus
  • Organisation
  • Métabolisme
  • Croissance
  • adaptation

Un essaim de fourmis contient toutes ces caractéristiques, il pourrait donc être classé comme un « être ».

Bien que le problème soit que les réactions et les actions entreprises par un essaim de fourmis ne soient pas considérées comme adaptables ou comme autosuffisantes comme un seul être. Par exemple, les colonies de fourmis sont capables de créer efficacement des chemins courts, bien que cela soit dû à la structure physiologique de la colonie de fourmis elle-même, et non à son intelligence. Les réseaux de fourmis artificiels sont basés sur cette structure, cette simulation est-elle aussi un méta-esprit ?

Un autre scénario à considérer est de placer une colonie de fourmis dans une situation inconnue particulière. La colonie de fourmis serait-elle capable de combattre les prédateurs, de rechercher de la nourriture et d'autres caractéristiques liées à la vie ? Les colonies de fourmis ne fonctionnent pas particulièrement de cette façon.

Ce problème jette des doutes quant à savoir si une colonie de fourmis est un métamental.

De l'autre côté de la médaille, le problème corps-esprit n'a pas été résolu et il n'y a donc pas de réponse définitive à votre question. Par exemple, le monisme affirme que la conscience est singulière.

Dans l'ensemble, bien qu'un essaim de fourmis ne soit pas considéré comme un «être» ou un méta-esprit dans la psychologie contemporaine.


L'essaimage humain et l'avenir de l'intelligence collective

Tout remonte aux oiseaux et aux abeilles. Le poisson aussi. Même les moisissures visqueuses. Vraiment, cela va à toutes les créatures sociales qui amplifient leur intelligence collective en formant des systèmes synchrones en temps réel. Nous avons de nombreux noms pour ces assemblages naturels, y compris les troupeaux, les bancs, les bancs, les fleurs, les colonies, les troupeaux et les essaims. Peu importe comment nous les appelons, une chose est claire : des millions d'années d'évolution ont produit ces comportements hautement coordonnés en raison des avantages de survie qu'ils offrent à un grand nombre d'espèces. De cette façon, la nature avait démontré que les créatures sociales, en fonctionnant ensemble dans des systèmes en boucle fermée, peuvent surpasser la grande majorité des membres individuels lors de la résolution de problèmes et de la prise de décisions, améliorant ainsi la survie globale de leur population. 1,2

Pour plus de commodité, j'utilise le mot essaim se référer à des groupements cohérents de membres individuels, tous travaillant ensemble comme un système dynamique unifié, leur comportement collectif étroitement coordonné par des boucles de rétroaction en temps réel. Contrairement aux groupes discordants (c'est-à-dire les foules), les essaims se comportent comme des entités uniques, fonctionnant comme une unité cohérente qui affiche une intelligence émergente, voire une personnalité émergente. Avec cette définition en tête, la grande question qui a propulsé mes explorations au cours des dernières années est simplement celle-ci : Les humains peuvent-ils essaimer ?

Certes, les humains n'ontt faire évoluer la capacité d'essaimer, car nous manquons des connexions innées que d'autres espèces utilisent pour établir des boucles de rétroaction entre les membres individuels. Les fourmis utilisent des traces chimiques. Les poissons détectent les vibrations dans l'eau qui les entoure. Les abeilles utilisent des gestes à grande vitesse. Les oiseaux détectent les mouvements se propageant dans le troupeau. Quelle que soit la méthode utilisée pour établir la connectivité interstitielle, les essaims résultants possèdent des capacités en tant que groupe que les individus seuls ne peuvent pas égaler. Par exemple, le contrôle par rétroaction à grande vitesse parmi les oiseaux qui battent des ailes permet à des milliers d'étourneaux d'effectuer des virages en épingle à cheveux de précision dans des rafales de vent à 40 milles à l'heure. C'est tout simplement remarquable.

Mais qu'en est-il des humains ? Nous ne possédons pas la capacité naturelle de former des essaims en temps réel, mais pouvons-nous concevoir des technologies qui comblent les pièces manquantes, en utilisant des moyens artificiels pour former les connexions interstitielles critiques ? Et si c'est le cas, l'essaimage nous permettra-t-il aux humains d'atteindre les mêmes types de amplification de l'intelligence que d'autres espèces ont atteint via la synchronie ? Si nous considérons le saut d'intelligence entre une fourmi individuelle et une colonie complète de fourmis travaillant comme une seule, pouvons-nous nous attendre au même niveau d'amplification lorsque nous passons d'un seul être humain à un hyper-esprit qui émerge de l'essaimage humain en temps réel ?

J'ai fondé Unanimous AI avec ces questions en tête. Maintenant, 18 mois après le développement de la plate-forme, je me sens confiant pour répondre à quelques-unes des bases. Oui, les humains peuvent essaimer. Et oui, nouveau la technologie est la clé. Les humains ne peuvent pulluler que si nous développons des technologies qui comblent les pièces manquantes que l'évolution n'a pas encore fournies. Plus précisément, l'essaimage peut se produire parmi des groupes d'utilisateurs en ligne en Fermer la boucle autour de populations d'individus en réseau de telle sorte qu'ils se comportent comme un système synchrone en temps réel. C'est ce sur quoi nous avons travaillé à Unanime et les résultats sont très excitants.

Je dois souligner, jeje ne parle pas de simple crowdsourcing qui utilise des votes, des sondages ou des marchés pour agréger séquentiellement les contributions d'un grand nombre d'individus. Ces méthodes ont une grande valeur lorsqu'il s'agit de caractériser des populations, mais elles ne permettent pas à une population de s'exprimer comme une entité unifiée cohérente. Les sondages, les votes et les marchés révèlent les sentiments moyens au sein des groupes, identifiant les tendances centrales, mais ce n'est pas la même chose que de permettre à un groupe de penser comme un, les parties négocient en temps réel jusqu'à ce que le groupe converge vers des solutions optimisant l'accompagnement et la satisfaction.

Le fait est, les sondages se polarisent, mettre en évidence les différences entre les populations sans rien faire pour aider les groupes à trouver un terrain d'entente. Les essaims d'autre part, sont fédérateurs, permettant aux groupes de trouver des points communs entre eux et de converger vers des solutions qui optimisent l'accompagnement. Autrement dit, les sondages favorisent l'enracinement, séparant les groupes, tandis que les essaims favorisent la collaboration, rassemblant les groupes. Et c'est l'aspect « ensemble » des essaims qui permet à un groupe de libérer son intelligence collective émergente.

C'est pourquoi je pense que les outils en ligne pour les groupes ont besoin d'une refonte majeure, en passant des interrogations et des votes asynchrones à des systèmes synchrones en temps réel – essaims humains qui peuvent attaquer un problème ensemble. Je sais que cela ressemble à un saut dans la complexité technique, et c'est le cas, mais c'est aussi un retour à nos racines. Après tout, des millions d'années d'évolution suggèrent que les essaims sont mieux adaptés pour libérer l'intelligence de groupe.

Prendre en compte humble moule de slime - C'est un organisme unicellulaire qui se rassemble par millions pour former une super-cellule qui se comporte comme une seule entité unifiée. Et bien que chaque cellule individuelle soit très simple, l'essaim unifié peut nourrir avec succès les forêts pour la végétation en décomposition. En fait, des chercheurs de l'Université d'Hokkaido au Japon ont montré que les moisissures visqueuses étaient capables de naviguer dans des labyrinthes, trouvant le chemin le plus court et le plus efficace entre deux points de nourriture. 3,4 En d'autres termes, en tant qu'essaim unifié, ces cellules très simples affichent une intelligence collective qui dépasse n'importe lequel des individus. Cela nous ramène aux gens. Pouvons-nous voir des avantages similaires?

Cette question était purement théorique jusqu'à l'année dernière lorsque nous avons commencé à tester UNU, notre plate-forme en temps réel pour l'essaimage humain. En tant qu'environnement en ligne qui boucle la boucle autour des utilisateurs en réseau, UNU est le colle informatique qui permet aux gens de travailler ensemble en essaims qui peuvent répondre à des questions, prendre des décisions, générer des idées, voire exprimer des opinions. Et jusqu'à présent, les résultats ont été fascinants, suggérant que l'amélioration de l'intelligence par l'essaimage humain est une possibilité très réelle.

Lors de l'utilisation de la plate-forme UNU, des essaims d'utilisateurs en ligne peuvent répondre aux questions et prendre des décisions en déplaçant de manière collaborative une rondelle graphique pour sélectionner parmi un ensemble de réponses possibles. La rondelle est générée par un serveur central et modélisée comme un système physique réel avec une masse, un amortissement et un frottement définis. Chaque participant de l'essaim se connecte au serveur et reçoit un aimant graphique contrôlable qui permet à l'utilisateur d'appliquer librement des vecteurs de force sur la rondelle en temps réel (Fig. 1). La rondelle se déplace en réponse à l'influence de l'essaim, non pas en fonction de l'entrée d'un participant individuel, mais en fonction d'une boucle de rétroaction dynamique qui est fermée autour de tous les membres de l'essaim. De cette façon, le contrôle synchrone en temps réel est activé sur un essaim d'utilisateurs en réseau distribués.

Figure 1 : un essaim humain collabore en synchronie

Grâce au contrôle collaboratif du palet graphique, une négociation physique en temps réel émerge entre les membres du réseau. Cela se produit parce que tous les utilisateurs participants sont capables de pousser et de tirer sur la rondelle en même temps, explorant collectivement l'espace de décision et convergeant vers les réponses les plus agréables. Mais les réponses ont-elles de la valeur ?

Pour tester la valeur des essaims humains, les chercheurs d'Unanimous A.I. groupes enrôlés des utilisateurs novices et leur a demandé d'effectuer un certain nombre de tâches intellectuelles vérifiables. Par exemple, ces groupes ont été invités à faire des prédictions sur les vainqueurs des éliminatoires de la NFL, les Golden Globes, le Super Bowl, les Oscars 2015, la Coupe Stanley, les finales de la NBA et, plus récemment, la Coupe du monde féminine. Dans tous les cas, les prédictions faites par les essaims étaient plus précises que les prédictions faites par les individus qui composaient les essaims. En fait, les essaims ont toujours mieux performé que même les individus les plus qualifiés de chaque groupe. L'essaim a également dépassé le décompte des "votes" donné par les groupes, éclipsant les méthodes traditionnelles de caractérisation des populations. En bref, les premiers tests suggèrent que les essaims humains font plus que révéler la "sagesse de la foule" - ils peuvent débloquer l'intelligence collective des populations.

Par exemple, lors de la prédiction des Oscars 2015, nous avons demandé à 48 personnes de prédire les 15 meilleures catégories de prix. En utilisant les prédictions les plus populaires pour représenter « la sagesse de la foule », le groupe a collectivement réalisé 6 prédictions correctes pour les 15 meilleures catégories de prix (40 % de réussite). Il s'agissait de notre ensemble de données de base, le faible taux de réussite reflétant le fait que ce groupe d'utilisateurs n'avait aucune connaissance particulière des films. Pour tester l'essaimage, nous avons ensuite sélectionné un sous-groupe de la population complète et leur avons demandé de faire les mêmes prédictions, mais maintenant comme un essaim unifié. Le sous-groupe était composé d'interprètes typiques du sondage écrit, garantissant l'équité. Néanmoins, en travaillant en essaim unifié, le groupe a réalisé 11 prédictions correctes pour les 15 meilleures catégories de récompenses (73 % de réussite). Nous pensons qu'il s'agit d'un résultat très prometteur et qu'il témoigne du potentiel d'exploiter la sagesse des groupes sociaux grâce à l'essaimage en temps réel.

Vous trouverez ci-dessous une vidéo qui montre un essaim social en action. Il est composé de 52 personnes, mises en réseau dans le monde entier, travaillant ensemble comme un système dynamique synchrone. On leur a posé une question qui préoccupe beaucoup de gens aux États-Unis ces jours-ci, Qui sera le candidat républicain à la présidence ? Ce qui est intéressant à propos de questions politiques comme celle-ci, c'est qu'elles inspirent souvent des conflits et de l'indécision, et pourtant, lorsqu'elles travaillaient en essaim, ces 52 personnes ont fait une prédiction solide en seulement 22 secondes.

Tout comme les essaims biologiques, ces essaims artificiels ont la capacité de surpasser les individus qui le composent. Et c'est logique, car les bienfaits de l'essaimage sont aussi naturels que, eh bien… les oiseaux et les abeilles. Ce qui est encore plus excitant, c'est que l'intelligence en essaim offre à l'humanité un moyen de construire des intelligences améliorées sans nous remplacer par des bits et des octets. En fait, je considère l'essaimage humain comme un forme d'IA plus sûre., car il utilise la technologie pour produire de l'intelligence émergente, mais le fait tout en tenir les gens au courant, en veillant à ce que les sensibilités et les morales humaines fassent partie intégrante de ses processus de pensée.

En fait, je vois l'essaimage humain comme le premier humain dans la boucle approche de l'IA, car il combine les avantages de l'infrastructure informatique et de l'efficacité des logiciels, avec les valeurs uniques que les humains apportent en termes de créativité, d'empathie, de moralité et de justice. Et parce qu'une intelligence émergente basée sur un essaim est enracinée dans l'apport humain, l'intelligence qui en résulte, aussi intelligente soit-elle, est très susceptible d'être alignée sur l'humanité, non seulement en termes de valeurs et de morale, mais aussi de buts et d'objectifs. Nous ne pouvons pas dire cela d'une IA pure, qui pourrait facilement avoir des buts et des objectifs qui ne sont pas du tout alignés avec les nôtres. Et parce que nous ne pouvons pas empêcher les chercheurs de créer de l'IA pure. technologies qui peuvent rivaliser avec l'humanité, j'espère que l'essaimage humain nous offrira un moyen de garder une longueur d'avance sur les machines. Après tout, nous avons des milliards de cerveaux, et avec des outils comme UNU pour nous connecter en essaims, nous pourrons peut-être un jour renforcer nos capacités intellectuelles en tant que société.

Bien sûr, nous devons poser une autre question les gens voudront-ils essaimer? Après tout, ce n'est pas parce que l'essaimage offre des avantages intellectuels qu'un grand nombre de personnes voudront collaborer en essaims pour répondre aux questions et prendre des décisions. C'est avec cette incertitude à l'esprit que nous avons interrogé un grand nombre d'utilisateurs pour capturer leurs retours subjectifs après s'être engagés dans des expériences d'essaimage en temps réel.

Il s'avère que la plupart des gens qui essaient d'essaimer sont d'accord les essaims sont amusants. Dans une étude réalisée récemment à la California State University auprès de lycéens, 60% ont évalué l'expérience de l'essaimage comme "très amusante" sur une échelle subjective, sans qu'aucun utilisateur n'exprime de sentiments négatifs. Bien sûr, nous devons nous poser une question fondamentale - Pourquoi? En quoi le fait de travailler ensemble en essaims déclenche-t-il le sentiment de « fun » chez les utilisateurs ?

Encore une fois, tout remonte à l'évolution au moins, quec'est ma meilleure supposition. Lorsque les utilisateurs se rassemblent en essaims, ils s'engagent dans un activité synchrone qui les fait se sentir connectés aux autres en temps réel. Ils font partie de quelque chose de plus grand qu'eux-mêmes. Cette affinité pour la synchronie a des racines profondes dans le développement humain et a été citée comme la raison pour laquelle les gens sont intrinsèquement attirés par la musique et la danse, ainsi que par les sports d'équipe. Une étude récente à l'UCLA a montré que même le simple fait d'avoir des groupes marchant ensemble en rythme donne aux participants un plus grand sentiment de cohésion, de confiance dans le groupe et une capacité accrue de coordination. Ce n'est pas surprenant. De nombreuses études ont montré que les activités coordonnées renforcent la coopération et l'allégeance au sein des groupes. 5,6,7,8,9

La synchronisation donne aux gens un élan émotionnel et physiologique qu'ils jouent dans un groupe ou exécutent un double jeu. Des effets similaires sont observés dans tout le règne animal, en particulier chez les animaux sociaux comme les primates et les baleines, qui utilisent un comportement de groupe synchrone comme démonstration de force, de solidarité et de cohésion. 10,11,12 Et maintenant, avec l'essaimage de plates-formes comme UNU, les avantages de la synchronisation en temps réel sont intégrés aux environnements sociaux en ligne, connectant les gens du monde entier pour des expériences collaboratives naturellement satisfaisantes, unificatrices et amusantes.

Donc, si l'essaimage est à la fois productif et amusant, les utilisateurs afflueront vers des systèmes qui le permettent. L'essaimage humain passera d'une curiosité intellectuelle à un outil puissant qui libère l'intelligence de groupe dans une grande variété de domaines, d'applications et de paramètres.

Heureusement, les essaims grossissent rapidement. Pas plus tard que la semaine dernière, le plus grand essaim en temps réel a été formé par 88 utilisateurs enthousiastes, travaillant tous à l'unisson pour répondre à des dizaines de questions. Vous trouverez ci-dessous une rediffusion de cet essaim, prédisant les résultats au box-office avec rapidité et précision.

Dans l'ensemble, je suis plus excité que jamais par la promesse de l'essaimage humain. Je vois des outils comme UNU rassembler les gens de nouvelles façons amusantes, tout en augmentant l'intelligence humaine à de nouveaux niveaux. En regardant vers l'avenir, je vois l'essaimage comme offrant une grande valeur sur de nombreux fronts, de l'activation vraiment social formes de médias sociaux où le contenu n'est pas seulement partagé par des groupes mais créé par des groupes travaillant ensemble en tant qu'intelligence émergente, pour fournir à l'humanité une alternative plus humaine à l'IA traditionnelle, car l'essaimage construit de nouvelles intelligences tout en gardant les humains au courant. Tout revient au vieil adage, beaucoup d'esprits valent mieux qu'un. Je crois que c'est vrai, surtout si en mettant en commun nos ressources intellectuelles, nous, les humains, pouvons garder une longueur d'avance sur l'IA pure. alternatives.

SOURCES:

1. Deneubourg, J.L., Goss, S.Modèles collectifs et prise de décision. Éthologie, écologie, & Evolution 1: 295-311, 1989

2. Axelrod R, Hamilton WD (1981) L'évolution de la coopération. Sciences 211 : 1390-1396.

5. McNeill WH. Rester ensemble dans le temps : danser et s'entraîner dans l'histoire de l'humanité. Harvard University Press 1995.

6. Hagen EH, Bryant GA. La musique et la danse comme système de signalisation de coalition. Nature humaine, 14, 21-41. 2003.

7. Marsh KL, Richardson MJ, Schmidt RC. Lien social par l'action conjointe et la coordination interpersonnelle. Sujets Cog Sci. 1, 320-339. 2009

8. Wiltermuth SS, Heath C. 2009. Synchronie et coopération. Psychol. Sci. 20, 1-5.

9. Reddish P, Bulbulia J, Fischer R. 2013. La synchronie favorise-t-elle la pro-socialité générale ? Relig, Brain & Behav. 4, 3-19.

10. Le juge Cusick, Herzing DL. 2014. La dynamique de l'agression : Comment les facteurs individuels et de groupe affectent l'agression interspécifique à long terme entre deux espèces sympatriques de dauphins. Éthologie. 120 287-303.

11. Senigalia V, de Stephanis R, Verborgh P, Lusseau D. 2012. Le rôle de la nage synchronisée comme comportement d'affiliation et anti-prédation chez les globicéphales noirs. Comportez-vous. Processus. 91, 8-14.

12. Fedurek P, Machanda ZP, Schel AM, Slocombe KE. 2013. Chorus de pan hoot et liens sociaux chez les chimpanzés mâles. Anim. Comportez-vous. 86, 129-196.

A propos de l'auteur:

Louis Rosenberg, PhD a effectué ses travaux de doctorat à l'Université de Stanford en robotique, réalité virtuelle et interaction homme-machine. Pionnier dans le domaine de la réalité augmentée, il a développé le système Virtual Fixtures pour l'U.S. Air Force au début des années 1990. Il a ensuite fondé la société VR Immersion Corp (Nasdaq : IMMR). Actuellement, Rosenberg est le fondateur d'Unanimous A.I. où il poursuit ses travaux sur l'essaimage humain.


Pensées négatives automatiques : vous avez des fourmis dans le cerveau ?

Les chiffres diffusés par de nombreuses sources indiquent que les adultes ont entre 60 000 et 80 000 pensées par jour. La plupart sont répétitifs et beaucoup sont négatifs. Deux questions importantes appellent une réponse :

La réponse à la première vient d'une partie du cerveau connue sous le nom de claustrum. Elle est définie comme « une structure neuronale mince, irrégulière et en forme de feuille cachée sous la surface interne du néocortex ». Elle est liée à l'activation des pensées.

La réponse à la seconde est tout aussi compliquée. Au moment où j'écris cet article, mon esprit est inondé de multiples pensées qui détournent mon attention de la tâche à accomplir. J'ai longtemps cru que j'avais un TDAH non diagnostiqué. Tout au long d'une journée donnée, mes méandres mentaux me conduisent de ce qui est devant moi à des distractions telles que me demander comment je vais gérer les défis en attente, quels problèmes mes clients apporteront à nos sessions, des idées créatives m'invitant à agir sur eux à la question de savoir si je veux aller à la salle de sport pour transpirer ou me rendormir. Certains jours, j'ai l'impression de rassembler des chatons déterminés à sortir de la maison. Je l'attribue au processus de vieillissement par lequel les pensées fuient à travers les trous de mon cerveau en forme de tamis. Je dis que le disque dur est plein et que le problème n'est pas le stockage, mais la récupération. Je ris en réalisant que mon esprit ressemble beaucoup à l'ordinateur sur lequel je tape avec plusieurs onglets ouverts pendant mes recherches.

Dans la pratique bouddhiste, on l'appelle l'esprit de singe qui bavarde et saute d'arbre en arbre, comme c'est sa nature et qui est considéré comme « incertain, agité, capricieux, fantasque, fantasque, inconstant, confus, indécis, incontrôlable ». Je le compare au jeu pour enfants appelé Barrel of Monkeys. Ce récipient en plastique aux couleurs primaires rempli de petits simiens avec des queues et des bras incurvés met les joueurs au défi d'en ramasser autant que possible dans une chaîne sans les laisser tomber. La frustration est que parfois plus d'un singe monte à bord lorsqu'il tente d'en rassembler un à la fois. C'est souvent ainsi avec nos pensées. Combien réclament notre attention et comment les traiter correctement sans être inondés ?

Cela devient encore plus compliqué et intimidant lorsqu'il s'agit de ANT (Pensées Négatives Automatiques). Dr Daniel Amen qui est l'auteur de Changez votre cerveau, changez votre vie &ldquo a inventé ce terme au début des années 1990&rsquos après une dure journée au bureau, au cours de laquelle il a eu plusieurs séances très difficiles avec des patients suicidaires, des adolescents en ébullition, et un couple marié qui se détestait.

Lorsqu'il rentra chez lui ce soir-là, il trouva des milliers de fourmis dans sa cuisine. Alors qu'il commençait à les nettoyer, un acronyme s'est développé dans son esprit. Il pensait à ses patients de ce jour-là, tout comme à la cuisine infestée, le cerveau de ses patients était également infesté de UNE automatique N égatif T houghts (fourmis) qui les privaient de leur joie et leur volaient leur bonheur.»

Beaucoup de mes clients prétendent avoir des essaims de fourmis à traiter. L'anxiété est un fil conducteur pour eux, qui va des inquiétudes pour la santé à la tentative de naviguer dans les eaux de la relation, des préoccupations au travail à la détermination de la façon de traverser chaque jour avec un semblant de santé mentale intacte. Nous travaillons à travers eux en remettant en question la validité de leurs pensées. Souvent, ils se blâment pour ce qu'ils peuvent contrôler et se détournent parfois de la responsabilité de ce qu'ils auraient pu faire différemment. Incorporant la TCC (thérapie cognitivo-comportementale) et l'ACT (thérapie d'acceptation et d'engagement), ils deviennent aptes à mener les ANT à la porte.

Nous utilisons également un processus en quatre étapes qui est un outil portable précieux pour offrir une alternative.

  • Faits et que s'est-il réellement passé ?
  • Perception - comment ils le voient.
  • Jugement - ce qu'ils font que cela signifie.
  • Action pour les résoudre - étapes pour apporter un changement positif.

Souvent, les pensées se dissolvent et les fourmis se dispersent lorsque ces étapes sont appliquées.

Quelqu'un croit qu'il ne réussira jamais dans son domaine d'activité parce qu'il n'a pas atteint le stade prévu de sa vie. Ils ont postulé à un emploi pour lequel ils n'ont pas été embauchés. L'idée dominante était qu'ils étaient mal équipés ou qu'ils ne méritaient pas le poste. Le fait est qu'ils n'ont pas obtenu le poste. La perception est, &ldquoJe suis imparfait et incompétent.&rdquo Le jugement est, &ldquoJe ne serai jamais assez bon pour ce travail ou pour tout autre travail que je veux.&rdquo L'étape de l'action consiste à réécrire le récit, à réviser leur approche, ce qui pourrait inclure faire une liste de leurs attributs positifs et de leurs compétences à apporter à la table, et être mieux préparés pour la prochaine opportunité.


'Le vortex des fourmis. est un moulin circulaire où un groupe de fourmis (parfois des centaines à des millions de fourmis) se sépare de l'essaim principal et finit par suivre l'odeur de l'autre en cercle. C'est ce qu'on appelle la spirale de la mort parce qu'ils continuent à tourner en rond jusqu'à ce qu'ils soient épuisés et meurent.

Je pense que cela s'appelle aussi un moulin à fourmis. J'ai trouvé ce lien Wikipedia à ce sujet.

Il mesurait 1200 pieds de circonférence et avait un temps de circuit de 2,5 heures par fourmi. Le moulin a persisté pendant deux jours, "avec un nombre toujours croissant de cadavres jonchant la route à mesure que l'épuisement faisait des ravages, mais finalement quelques ouvriers se sont éloignés du sentier, brisant ainsi le cycle, et le raid s'est dirigé vers la forêt."

Merde, j'adore voir une vidéo HD d'une fourmilière de 1200 pieds.

Eh bien, au moins maintenant, j'ai une explication pour les crop circles qui vont effrayer certains de mes amis les plus crédules

Quelle métaphore appropriée pour reddit.

D'accord, maintenant que tous les jeux de mots, la politique et les tarifs habituels de Reddit sont pris en charge, parlons science.

Les fourmis en général sont en quelque sorte incroyablement fascinantes pour moi. Je me demande si vous pourriez induire cela à dessein sur une lignée de fourmis ? Il y avait ce documentaire, "Lord of the Ants" où E.O. Wilson a en quelque sorte "dirigé" la lignée des fourmis en tamponnant les produits chimiques utilisés pour les traces d'odeur de fourmis sur un coton-tige et en traçant un chemin.

De plus, que se passerait-il si quelque chose était placé dans ce maelström d'insectes ? Les fourmis en consommeraient-elles et auraient-elles alors plus d'énergie pour entretenir leur tourbillon ? Si une fourmi peut soulever dix fois son propre poids corporel, combien cette spirale pourrait-elle (théoriquement) supporter ?

Je me demande ce qu'il faut pour que quelque chose comme ça se produise et à quel point c'est vraiment courant. Je pensais que seuls les éclaireurs de la colonie avaient tracé la piste olfactive, mais je me trompe peut-être complètement en pensant cela. Chaque fourmi laisse-t-elle sa propre trace d'odeur indiquant ainsi aux autres fourmis "C'est une piste très parcourue, il doit y avoir quelque chose d'important à la fin?"

J'ai fait un discours sur l'évolution des fourmis il y a quelques semaines.

Les différentes pistes chimiques qu'ils sécrètent signifient toutes quelque chose de différent, mais les pistes olfactives ordinaires menant vers la nourriture se renforcent au fur et à mesure qu'elles sont traversées. En 15 à 20 minutes, les produits chimiques disparaissent, donc si ce cercle se prolongeait aussi longtemps, tout espoir d'atteindre le nid disparaîtrait.

Je ne connais pas ce comportement particulier, mais je suis tout aussi fasciné par la façon dont quelque chose comme ça pourrait arriver et à quel point c'est courant. Les éclaireurs ne sont pas les seuls à tracer des pistes, non. Les soldats de certaines espèces peuvent en fait communiquer plus efficacement que les ouvriers. Les fourmis esclavagistes sont exclusivement des reines et des soldats sans ouvrières dans l'espèce. Ils peuvent communiquer sur de grandes distances (par rapport au monde des fourmis, bien sûr) pour coordonner un raid sur un nid "ennemi".

La spirale glisserait rapidement de dessous tout ce que vous placeriez dessus, la menant à une frénésie d'évasion, ce qui les obligerait à pulvériser des produits chimiques plus puissants, ce qui amènerait toutes les fourmis à se dissiper dans toutes les directions. Placer un aliment conduirait à la plupart du temps au même comportement car ils mangeaient suffisamment pour rapporter au nid, où ils pourraient transférer de la nourriture par trophallaxie aux pépiniéristes, mais quand ils ont réalisé qu'ils ne rentraient pas bientôt à la maison, ils font plutôt du bouche-à-bouche aux autres membres de la spirale jusqu'à ce que tous soient nourris, peu importe qui a mangé la nourriture à l'origine. Je pense que ce serait une excellente expérience de voir comment le comportement changerait si de la nourriture était introduite.


Le comportement de reproduction inhabituel des fourmis étranges surprend les scientifiques

COLUMBUS, Ohio &ndash Une population de fourmis génétiquement inhabituelle est en train de changer certaines des manières fondamentales dont les chercheurs envisagent les colonies d'insectes.

Les insectes sociaux, comme les fourmis et les abeilles, prospèrent grâce au système de castes et établissent une division précise des tâches entre les membres de la colonie. Dans la plupart de ces sociétés, on pense que l'environnement influence le développement des larves en reines ou en ouvrières stériles, a déclaré Steve Rissing, professeur d'évolution, d'écologie et de biologie des organismes à l'Ohio State University.

Mais dans une nouvelle étude, Rissing et ses collègues ont découvert des colonies génétiquement étranges de fourmis moissonneuses (Pogonomyrmex), qui ne semblent pas respecter les règles traditionnelles du développement des castes. Ils ont découvert que la génétique, et non l'environnement, détermine le destin d'une fourmi en développement et, par conséquent, le rôle qu'elle jouera dans la colonie.

Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans le dernier numéro de la revue Current Biology. L'équipe était dirigée par Sara Helms Cahan, professeure adjointe de biologie à l'Université du Vermont.

Une colonie de fourmis typique comprend une reine et, dans le cas des fourmis moissonneuses, des centaines ou des milliers de travailleuses stériles (les fourmis ouvrières sont toujours des femelles et, à quelques exceptions près, stériles. Les fourmis soldats sont des versions plus grandes des ouvrières.) Au cours de sa vie , qui peut durer jusqu'à 20 ou 30 ans, une reine produit principalement des œufs d'ouvrières.

Les fourmis mâles, qui proviennent d'œufs non fécondés, n'ont généralement qu'un seul objectif : s'accoupler avec une reine. Les mâles sont généralement rares et une reine ne produit des œufs mâles que lorsqu'il est temps de créer plus de colonies. Ensuite, une reine produit des œufs qui donnent naissance à des mâles et à des reines (femelles reproductrices). Les mâles et les nouvelles reines sortent du nid, s'accouplent et les jeunes reines essaient d'établir une nouvelle colonie. Les mâles, dont la durée de vie est courte, meurent peu de temps après l'accouplement.

Le type de fourmis dans cette étude et les fourmis moissonneuses sont l'une des plus grandes sociétés d'insectes de l'ouest des États-Unis, avec des distances couvrant des centaines de kilomètres et des nids si grands qu'ils sont visibles depuis les avions.

"C'est la fourmi qui court vers l'ouest et elle est partout", a déclaré Rissing.

Les chercheurs avaient remarqué que dans certaines régions, principalement le sud-est de l'Arizona et du Nouveau-Mexique, certaines des fourmis moissonneuses mâles avaient une apparence différente. Ils ont donc collecté plusieurs dizaines de paires de reines et de mâles et ont ramené ces paires au laboratoire pour des tests génétiques, avec des résultats surprenants.

"L'ADN de certaines de ces fourmis était tout simplement étrange et nous ne nous attendions certainement pas à obtenir les résultats que nous avons obtenus", a déclaré Rissing. "Il semble que les reines de ces colonies s'accouplent avec des mâles de deux lignées génétiques différentes. Et lorsqu'une reine et un mâle de la même lignée s'accouplent généralement, cela produit généralement une femelle reproductrice et une autre reine. Mais quand une reine et un mâle de génétique différente lignées accouplées, cet appariement a massivement produit un travailleur stérile.

"Ce type de comportement reproductif est très différent de ce que nous nous attendons à voir dans les sociétés de fourmis", a-t-il poursuivi. "Nous nous attendrions à voir la même séquence d'ADN de toutes les fourmis dans une colonie donnée. Mais ce n'est pas ce qui s'est passé ici."

Peu importait que les expériences de laboratoire imitent la fondation d'une nouvelle colonie, qui dépend fortement des ouvrières et n'a besoin que d'une seule reine : lorsqu'une reine et un mâle de la même lignée s'accouplent, ils produisent des œufs qui donneront naissance à de nombreuses reines. Les résultats ont également montré que tous les œufs produits devenaient des ouvrières lorsqu'une reine s'accouplait avec un mâle de lignée alternée.

Les interprétations traditionnelles des colonies d'insectes sociaux dicteraient que le besoin de travailleurs influencerait le destin du rôle d'une fourmi, annulant ainsi toute prédisposition génétique, cette étude montre que ce n'est pas toujours le cas.

Ces fourmis moissonneuses avaient deux lignées génétiques différentes que les chercheurs ont appelées H1 et H2.

Chaque reine H1 et H2 a été appariée avec un mâle H1 ou H2. Dans la nature, les reines des fourmis s'accouplent pendant une seule période, mais s'accouplent avec de nombreux mâles pendant cette période (cela amène la reine à constituer une banque de sperme importante.) Les reines peuvent stocker du sperme et pondre des œufs pendant toute leur vie.

Toutes les reines de l'étude ont pondu environ 60 œufs fécondés, mais seulement 0,3 pour cent des œufs de la même lignée (reine H1 et mâle H2 reine et mâle) se sont développés jusqu'à l'âge adulte. La reine a élevé ces femelles reproductrices et les reines génétiquement elles-mêmes et en tant qu'ouvrières, bien que les chercheurs aient noté que ces fourmis avaient apparemment des difficultés à remplir leur rôle d'ouvrières.

"Les fourmis de la même lignée qui ont atteint l'âge adulte ont presque complètement perdu leur capacité à devenir des ouvrières fonctionnelles", a déclaré Rissing.

En revanche, 87 pour cent des œufs de la lignée alternative sont devenus des travailleurs adultes réussis.

"Il est clair ce que la reine doit faire et elle doit s'accoupler avec plus d'un mâle", a déclaré Rissing.

Les chercheurs ont supposé que les reines des fourmis moissonneuses pouvaient probablement faire la différence entre les mâles avec lesquels elles se sont accouplées. Les chercheurs ont également noté que les mâles étaient de couleurs différentes, selon la lignée à laquelle ils appartenaient. Dans la nature, une reine peut utiliser cette information pour s'assurer qu'elle a suffisamment de sperme de mâles des deux lignées, ce qui assurerait le succès de la colonie.

Fait intéressant, les hommes ne peuvent apparemment pas faire la différence entre les femmes. (Rissing a déclaré que lui et ses collègues ne pouvaient faire la différence qu'avec l'aide de la technologie de laboratoire moléculaire moderne.)

"Si les mâles le pouvaient, cela pourrait signifier la fin d'une colonie, car les mâles peuvent préférer s'accoupler avec une reine de la même lignée", a déclaré Rissing. En théorie, une fourmi mâle veut que ses gènes survivent. Si son sperme féconde un ovule d'une reine avec une lignée différente, ses gènes mourront avec la travailleuse stérile qui est produite.

"Cette population de fourmis moissonneuses dépend de ce système à deux lignées pour survivre", a déclaré Rissing. « La caste des travailleurs hybrides est ce qui relie les deux populations basées sur le génome H1 et H2 autrement indépendantes. Jusqu'à présent, c'est une découverte assez inhabituelle. Mais à mesure que nous avons accès à de plus en plus d'outils qui nous aident à comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire. niveau, nous constaterons probablement que beaucoup d'insectes sociaux et d'autres animaux ne sont pas conformes à nos prédictions et attentes."

Rissing et Cahan ont mené cette étude avec Glennis Julian de l'Université de l'Arizona, et Tanja Schwander et Joel Parker, tous deux de l'Université de Lausanne en Suisse.

Ce travail a été financé par des subventions de la Fondation Durfee, de la Société suisse des naturalistes et du Fonds national suisse de la recherche scientifique.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université d'État de l'Ohio. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Les fourmis pullulent comme des cerveaux pensent

Deborah Gordon a passé la matinée du 27 août à observer un groupe de fourmis moissonneuses à la recherche de graines à l'extérieur de la ville poussiéreuse de Rodeo, au Nouveau-Mexique. Bien avant que les premiers rayons du soleil n'atteignent le sol du désert, un groupe de fourmis patrouilleuses était déjà en mouvement. Leur tâche consistait à déterminer si la zone près du nid était exempte de crues éclair, de vents violents et de prédateurs. S'ils ne retournaient pas au nid, les butineuses au départ sauraient qu'il n'était pas prudent d'aller chercher de la nourriture.

Lorsque les patrouilleurs sont revenus et que les premiers butineurs sont partis, ils se sont dispersés dans toutes les directions, à la recherche des graines chargées de graisse et riches en énergie dont dépend la colonie. D'autres butineuses attendaient à l'entrée du nid le retour de la première vague. S'il y avait beaucoup de nourriture à proximité, les butineuses reviendraient et partiraient rapidement, créant une réaction en chaîne massive. Si la nourriture était rare, cependant, le deuxième groupe de butineuses pourrait ne pas quitter le nid du tout.

«C'est un système brillant. Les fourmis peuvent profiter des aubaines soudaines de nourriture, mais elles ne gaspillent pas d'énergie et de ressources s'il n'y a rien là-bas », a déclaré Gordon, qui est écologiste à l'Université de Stanford.

Le comportement de chaque individu du groupe est déterminé par la vitesse à laquelle il rencontre d'autres fourmis et un ensemble de règles de base. Son comportement modifie celui de ses voisines, ce qui affecte à son tour la fourmi d'origine, dans un exemple classique de rétroaction. Le résultat est un comportement étonnant et complexe. « Individuellement, une fourmi est stupide », dit Gordon. Elle regarde au loin et inspire fortement. « Mais la colonie ? C'est là que se trouve l'intelligence.

À environ 110 miles des bureaux de Gordon à Palo Alto, en Californie, Mark Goldman étudie un autre type de comportement émergent complexe. Goldman est neuroscientifique à l'Université de Californie à Davis. Pendant la majeure partie de sa vie, il ne s'est jamais particulièrement intéressé aux fourmis. Mais lorsqu'il s'est rendu à Stanford en 2012 pour planifier des expériences avec un collègue qui avait récemment assisté à l'une des conférences de Gordon, quelque chose a cliqué.

À quoi ressemble la maladie d'Alzheimer de l'intérieur

J'étais de nouveau debout à 4 heures du matin l'autre soir, l'une des cinq balades nocturnes du petit matin, le nouveau moi. Pas de sommeil. Choisir mon chemin dans le territoire sombre et familier d'une maison à Cape Cod où je. LIRE LA SUITE

« En regardant des films de ces colonies de fourmis, cela ressemblait à ce qui se passait au niveau de la synapse des neurones. Ces deux systèmes accumulent des preuves sur leurs entrées – des fourmis de retour ou des impulsions de tension entrantes – pour prendre leur décision de générer une sortie – un fourrageur sortant ou un paquet de neurotransmetteurs », a déclaré Goldman. Lors de son prochain voyage à Stanford, il prolongea son séjour. Une collaboration de recherche inhabituelle avait commencé à fusionner : les fourmis seraient utilisées pour étudier le cerveau, et le cerveau, pour étudier les fourmis.

Terre de fourmis : Deborah Gordon revient depuis des années dans ce paysage du Nouveau-Mexique pour étudier ses fourmis. Carrie Arnold

Chacun des 86 milliards de neurones du cerveau peut être connecté à plusieurs milliers d'autres. Lorsqu'un neurone se déclenche, il envoie un signal aux neurones voisins qui modifie la probabilité qu'ils se déclenchent également. Certains neurones sont excitateurs et augmentent les chances que d'autres neurones se déclenchent. D'autres sont inhibiteurs et réduisent ce risque. Une combinaison d'entrées des voisins d'un neurone donné déterminera s'il se déclenche. Si deux neurones se déclenchent souvent, la synapse entre eux (un petit espace à travers lequel des signaux chimiques ou électriques sont transmis) se renforcera, de sorte qu'ils peuvent plus facilement se fournir un retour d'information.

"C'est là que l'on entend le dicton selon lequel" Les neurones qui s'allument ensemble, se connectent ensemble "", explique Dmitri Chklovskii, neuroscientifique à l'Institut médical Howard Hughes. Mais ce qui n'est souvent pas apprécié à propos de cet adage, c'est que le câblage nécessite également que le deuxième neurone envoie un message au premier qu'il s'est également déclenché.

« La seule façon pour le neurone en amont de savoir que le deuxième neurone s'est déclenché est qu'il produit un pic de rétroaction. Cela aide la synapse à prendre la décision de devenir plus forte », explique Chklovskii. La rétroaction est l'endroit où commence la similitude avec les fourmis.« Les boucles de rétroaction sont partout à tous les niveaux. Ils permettent au système de se rendre compte que ce qu'il faisait ne fonctionne plus et d'essayer quelque chose de nouveau.

Les fourmis et le cerveau reposent en fait sur deux types de rétroaction, maintenus dans un équilibre délicat : la rétroaction négative (ou inhibiteur) et la rétroaction positive (ou excitatrice). « La rétroaction négative a tendance à provoquer la stabilité. Les commentaires positifs ont tendance à provoquer un comportement d'emballement », a déclaré Tomer Czaczkes, biologiste des fourmis à l'Université de Ratisbonne en Allemagne. "Ces deux règles simples font quelque chose de très puissant."

La réponse de recherche de nourriture à la nourriture est un exemple de boucle de rétroaction positive, et familière à quiconque a eu un pique-nique gâché par une file de fourmis marchant en file indienne vers leur repas. Mais savoir quand ne pas quitter le nid et risquer la prédation et la déshydratation peut être tout aussi important que savoir quand profiter d'une manne de graines. À de faibles niveaux d'un intrant (une petite quantité de nourriture, par exemple), la rétroaction positive domine. À des niveaux d'entrée élevés, la rétroaction négative domine, aidant à empêcher les processus d'emballement.

De tels processus d'emballement peuvent représenter un danger important pour la colonie. Czaczkes mentionne une histoire impliquant la fourmi légionnaire d'Amérique du Sud, qui, contrairement à la fourmi moissonneuse, dépend des phéromones pour la navigation. En 1936, le biologiste des fourmis T.C. Schneirla a vu un groupe de fourmis légionnaires tomber dans une « spirale de la mort des fourmis » alors qu'elles créaient une traînée de phéromones autour d'un grand arbre. Les fourmis de plomb, a noté Schneirla dans un article de 1944, ont découvert et suivi leur propre piste de phéromones. De plus en plus de fourmis se sont jointes, suivant une boucle de rétroaction positive sans fin autour du même arbre, continuant pendant des jours sous une pluie battante jusqu'à ce que les fourmis commencent à mourir d'épuisement.

"Se fier uniquement aux commentaires positifs peut vous bloquer comme ça", a déclaré Czaczkes. Il montrera plus tard que la rétroaction positive était contrebalancée par la rétroaction négative chez la fourmi noire des jardins, et que la rétroaction négative permettait une adaptation rapide à l'environnement.

« Individuellement, une fourmi est muette. Mais la colonie ? C'est là que se trouve l'intelligence.

Des réseaux de rétroaction similaires se trouvent dans le cerveau, à la fois au niveau des neurones individuels et de l'ensemble du cerveau. De même que la découverte d'une cache de graines par une ou deux fourmis moissonneuses peut déclencher un exode massif du nid, l'entrée de quelques ions sodium dans un neurone peut déclencher un afflux massif. Cette rétroaction positive augmente la tension du neurone au-delà d'un certain seuil, le faisant se déclencher et arrêter temporairement l'afflux d'ions sodium, tout en laissant simultanément les ions potassium affluer.

L'activité des neurones individuels induit des champs électromagnétiques autour du cerveau qui peuvent être enregistrés avec des électroencéphalogrammes (EEG). Le signal EEG est également une forme de rétroaction positive. Des scientifiques de l'Université de Yale ont appliqué un champ électrique faible à un morceau de cerveau de furet qui produisait des ondes cérébrales lentes mais régulières, similaires à ce qui se passe pendant le sommeil profond. Ce champ, ont-ils découvert, pourrait renforcer les poussées existantes d'activité neuronale dans le tissu cérébral, provoquant la transformation des ondulations en tsunamis. Lorsque les scientifiques ont appliqué le champ électrique opposé au tissu cérébral qui subissait des ondes régulières d'activité neuronale, ils ont pu perturber cette boucle de rétroaction. 1

Bien que ces processus de rétroaction dans le cerveau soient connus pour exister, ils sont difficiles à observer, beaucoup plus difficiles que les processus de rétroaction analogues dans les colonies de fourmis. Gordon et Goldman ont donc forgé une alliance fourmi-cerveau. Pour commencer, ils se sont concentrés sur un aspect particulier du comportement des fourmis : le nombre d'interactions qu'il faudrait à une fourmi pour quitter le nid et commencer à se nourrir.

E n août 2013, Gordon est retournée dans la même garrigue désertique à cheval sur la frontière de l'Arizona et du Nouveau-Mexique qu'elle visite chaque été depuis 30 ans. Armée d'une carte et d'un bloc-notes, elle a parcouru la terre battue et les plaques d'herbe épaisse pour commencer ses expériences. En passant devant des colonies de fourmis moissonneuses, elle les a saluées comme de vieilles amies. "Joyeux anniversaire, Colony 330. Vous avez réussi une autre année", a-t-elle dit en griffonnant une note sur un morceau de papier, sans jamais interrompre la foulée.

Flanqué d'un groupe d'étudiants de premier cycle et de doctorat. étudiants, Gordon est arrivée à un nid qu'elle avait marqué 889 avec un morceau de fil rouillé et une étiquette en métal estampée. Tout le monde a déposé son équipement, qui comprenait tout, des grands seaux en plastique aux parapluies en passant par le beurre de cacahuète. Gordon a retiré un rouleau de ruban adhésif bleu décoré de photos de SpongeBob SquarePants. Les étudiants ont immédiatement commencé à rentrer des chemises dans des pantalons et des jambes de jean dans des chaussettes. Ensuite, ils ont soigneusement enroulé du ruban adhésif Bob l'éponge autour des chevilles, des poignets et de la taille, partout où les fourmis pourraient être en mesure de livrer une méchante morsure. La recherche en neurosciences n'avait jamais ressemblé à cela auparavant.

Après avoir scotché leurs vêtements, les élèves ont installé deux caméras vidéo. L'un visait l'ouverture du nid, un trou dans le sol qui semble avoir été percé par un crayon. Un autre visait un carré à environ trois pieds de l'entrée du nid, mesurant environ un pied de chaque côté et avec des pierres aux coins. Armé d'une cuillère en plastique volée à la cafétéria du Southwestern Research Center ce matin-là, Gordon a commencé à agrandir la minuscule entrée du nid. Puis les caméras ont commencé à tourner.

Pendant 20 minutes, le groupe a enregistré les fourmis moissonneuses qui menaient leur vie comme d'habitude, quittant le nid à la recherche de nourriture et ramenant des graines à la maison. Ensuite, Gordon concentra son attention sur la place. Comme un chef Cordon Bleu pinçant un peu de sel, Gordon a habilement attrapé les fourmis dans le carré entre le pouce et l'index, les laissant tomber dans un seau en plastique. Les caméras continuaient de tourner alors que l'entrée normalement animée des fourmis s'arrêtait étrangement.

« Les fourmis ne reçoivent pas de commentaires de leurs camarades de nid », a-t-elle expliqué. "Personne n'entre, donc les fourmis à l'intérieur ne reçoivent pas le signal de partir."

Gordon et son équipe ont découvert qu'il ne fallait que trois secondes pour que les fourmis moissonneuses commencent à quitter le nid plus rapidement, après que leurs compagnons de nid aient commencé à revenir en masse avec de la nourriture. 2 La réaction inverse était beaucoup plus lente : si les butineuses ne revenaient pas avant quatre à cinq minutes, les fourmis près de l'entrée s'enfuyaient plus profondément sous terre. L'équipe a également mesuré combien de temps il a fallu à la colonie pour revenir à la normale après avoir été perturbée.

Des chiffres comme ceux-ci sont des informations précieuses pour Goldman. Comme les fourmis, les neurones ont également des premier et deuxième répondeurs. Lorsqu'un neurone se déclenche, il libère des neurotransmetteurs qui sont logés dans des conteneurs appelés vésicules. Un pool de vésicules, appelé « pool facilement libérable », vit juste au niveau de la membrane cellulaire et est le premier à être libéré. Les vésicules de ce bassin sont cependant peu nombreuses et peuvent rapidement s'épuiser. Si les taux de tir se poursuivent à un niveau modéré, un deuxième pool de vésicules appelé « pool de recyclage » est mis en action, et des taux très intenses appelleront un troisième pool appelé « pool de réserve ».

Un butineur de retour est comme un potentiel d'action entrant, un butineur potentiel dans la colonie de fourmis est comme une vésicule synaptique. Ces butineuses potentielles semblent également être disposées en fonction de leur proximité avec l'entrée du tunnel. Ceux plus en arrière sont similaires aux bassins de recyclage et de réserve. Tout comme un butineur potentiel doit décider de quitter le nid à la recherche de nourriture, la synapse doit décider de libérer une vésicule.

Goldman pense pouvoir utiliser les données des fourmis pour comprendre le comportement de recherche de nourriture des fourmis du désert et en quoi il est similaire ou différent du recyclage des vésicules. Pour comprendre le comportement de recherche de nourriture des fourmis, il utilise une construction mathématique appelée accumulateur stochastique. Ce modèle additionne les entrées que les fourmis reçoivent dans une certaine fenêtre de temps, d'une manière qui prend en compte le caractère aléatoire inhérent de l'environnement. Dans les synapses, les signaux chimiques qui déclenchent le comportement de recherche de nourriture des fourmis sont remplacés par des signaux électriques qui déclenchent la libération du neurotransmetteur, et la décision de laisser/rester de la fourmi est remplacée par la décision de libération/ne pas libérer de la synapse.

Pour sa part, Gordon espère des modèles mathématiques plus précis du comportement des fourmis. Elle espère que cela l'aidera à comprendre comment des réponses différentes aux interactions au niveau des fourmis individuelles peuvent entraîner des différences entre les colonies. Par exemple, les colonies qui se nourrissent moins lorsque les conditions sont sèches sont plus susceptibles de produire des colonies filles. Cette adaptation peut résulter du fait que les fourmis ont besoin de plus d'interactions avec leurs congénères avant de quitter le nid pour se nourrir. "Rassembler de la nourriture peut être très risqué", a déclaré Gordon. « Il est en fait avantageux pour la colonie de faire preuve de retenue, car elle ne gaspille pas de ressources. »

Dans les mois qui ont suivi son retour du Nouveau-Mexique, Gordon a passé la plupart de ses journées à regarder ses vidéos nouvellement collectées. Avec son équipe de post-doctorants, d'étudiants diplômés et d'étudiants de premier cycle, elle compte les fourmis alors qu'elles grouillent autour de l'entrée de la colonie. Chaque arrivée de fourmi reçoit une forte Cliquez sur sur le compteur en forme de chronomètre que les élèves utilisent, de sorte que l'analyse sonne comme une bataille de mitrailleuses dans le coin de son laboratoire de Stanford. À chaque clic, une espèce se rapproche de la compréhension d'une autre et d'elle-même.

Carrie Arnold est une rédactrice scientifique indépendante vivant en Virginie. Elle a couvert de nombreux aspects du monde vivant pendant Scientific American, Discover, New Scientist, NOVA, et autres publications.

1. Fröhilch, F. & McCormick, D.A. Les champs électriques endogènes peuvent guider l'activité du réseau néocortical. Neurone 67 (1), 129-143 (2010).

2. Pinter-Wollman, N., et al. Les fourmis moissonneuses utilisent des interactions pour réguler l'activation et la disponibilité des butineuses. Comportement des animaux (2013). Extrait de http://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2013.05.012.

Cet article a été initialement publié dans notre numéro « Feedback » en avril 2014.


Théorie de la fourmi ouvrière

Saviez-vous que les virus ne sont pas des organismes ? La définition super simple d'un organisme est un objet constitué d'une cellule (cellules) et auto-répliquant. En d'autres termes, les virus sont un bon contre-exemple aux organismes. Je ne l'ai appris qu'après le début de la pandémie de COVID, et la définition ci-dessus n'est cependant que ma fausse interprétation. Le fait est qu'il semble beaucoup plus difficile de définir un organisme qu'on ne l'imagine. Maintenant, pouvez-vous deviner comment cette histoire est liée au titre de cet article ? Quand j'ai appris ce fait surprenant, un contre-exemple m'est venu à l'esprit. A l'opposé des virus, quelque chose que l'on ne pense jamais être mais qui se comporte comme un organisme. C'est une organisation, un groupe de personnes. Comme certains d'entre vous l'ont peut-être déjà remarqué, il s'agit surtout d'une « organisation sarcelle » proposée par Frédéric Laloux.

Sa théorie m'a vraiment ouvert les yeux. Un groupe de personnes se comporte comme un organisme, et cela m'a rappelé la théorie de la fourmi ouvrière (nous en sommes finalement arrivés là). Un essaim de fourmis se compose d'une reine, de quelques faux-bourdons et de la majorité des ouvrières. La théorie dit que les fourmis ouvrières sont divisées en 20% de travailleurs acharnés, 60% de travailleurs normaux et 20% de travailleurs paresseux (contre son nom). Même si seules les fourmis travailleuses sont sélectionnées pour former un essaim, 20% d'entre elles deviendront bientôt paresseuses. Ceci est considéré comme une règle pour rendre un essaim résilient en gardant le surplus de main-d'œuvre en cas d'urgence. Un essaim de fourmis fonctionne comme un organisme plutôt que comme un groupe d'individus.

Selon la théorie des fourmis ouvrières, la même chose se produit dans la plupart des entreprises. Seulement 20% des gens (y compris moi, bien sûr, probablement, peut-être, espérons-le) travaillent dur. Et notre entreprise ? Autant que je sache, toute l'équipe de production semble travailler dur. De nombreuses planches KAIZEN sont posées sur les murs dans toute l'usine. Ils mesurent toujours les délais de traitement et se réunissent régulièrement pour améliorer la productivité. Je m'inquiète petit à petit de notre résilience. Afin de me préparer à un futur cas d'urgence, je devrais probablement être paresseux.


Les fourmis pullulent comme des cerveaux pensent

Deborah Gordon a passé la matinée du 27 août à observer un groupe de fourmis moissonneuses à la recherche de graines à l'extérieur de la ville poussiéreuse de Rodeo, au Nouveau-Mexique. Bien avant que les premiers rayons du soleil n'atteignent le sol du désert, un groupe de fourmis patrouilleuses était déjà en mouvement. Leur tâche consistait à déterminer si la zone près du nid était exempte de crues éclair, de vents violents et de prédateurs. S'ils ne retournaient pas au nid, les butineuses au départ sauraient qu'il n'était pas prudent d'aller chercher de la nourriture.

Lorsque les patrouilleurs sont revenus et que les premiers butineurs sont partis, ils se sont dispersés dans toutes les directions, à la recherche des graines chargées de graisse et riches en énergie dont dépend la colonie. D'autres butineuses attendaient à l'entrée du nid le retour de la première vague. S'il y avait beaucoup de nourriture à proximité, les butineuses reviendraient et partiraient rapidement, créant une réaction en chaîne massive. Si la nourriture était rare, cependant, le deuxième groupe de butineuses pourrait ne pas quitter le nid du tout.

«C'est un système brillant. Les fourmis peuvent profiter des aubaines soudaines de nourriture, mais elles ne gaspillent pas d'énergie et de ressources s'il n'y a rien là-bas », a déclaré Gordon, qui est écologiste à l'Université de Stanford.

Le comportement de chaque individu du groupe est déterminé par la vitesse à laquelle il rencontre d'autres fourmis et un ensemble de règles de base. Son comportement modifie celui de ses voisines, ce qui affecte à son tour la fourmi d'origine, dans un exemple classique de rétroaction. Le résultat est un comportement étonnant et complexe. « Individuellement, une fourmi est stupide », dit Gordon. Elle regarde au loin et inspire fortement. « Mais la colonie ? C'est là que se trouve l'intelligence.

À environ 110 miles des bureaux de Gordon à Palo Alto, en Californie, Mark Goldman étudie un autre type de comportement émergent complexe. Goldman est neuroscientifique à l'Université de Californie à Davis. Pendant la majeure partie de sa vie, il ne s'est jamais particulièrement intéressé aux fourmis. Mais lorsqu'il s'est rendu à Stanford en 2012 pour planifier des expériences avec un collègue qui avait récemment assisté à l'une des conférences de Gordon, quelque chose a cliqué.

À quoi ressemble la maladie d'Alzheimer de l'intérieur

J'étais de nouveau debout à 4 heures du matin l'autre soir, l'une des cinq balades nocturnes du petit matin, le nouveau moi. Pas de sommeil. Choisir mon chemin dans le territoire sombre et familier d'une maison à Cape Cod où je. LIRE LA SUITE

« En regardant des films de ces colonies de fourmis, cela ressemblait à ce qui se passait au niveau de la synapse des neurones. Ces deux systèmes accumulent des preuves sur leurs entrées – des fourmis de retour ou des impulsions de tension entrantes – pour prendre leur décision de générer une sortie – un fourrageur sortant ou un paquet de neurotransmetteurs », a déclaré Goldman. Lors de son prochain voyage à Stanford, il prolongea son séjour. Une collaboration de recherche inhabituelle avait commencé à fusionner : les fourmis seraient utilisées pour étudier le cerveau, et le cerveau, pour étudier les fourmis.

Terre de fourmis : Deborah Gordon revient depuis des années dans ce paysage du Nouveau-Mexique pour étudier ses fourmis. Carrie Arnold

Chacun des 86 milliards de neurones du cerveau peut être connecté à plusieurs milliers d'autres. Lorsqu'un neurone se déclenche, il envoie un signal aux neurones voisins qui modifie la probabilité qu'ils se déclenchent également. Certains neurones sont excitateurs et augmentent les chances que d'autres neurones se déclenchent. D'autres sont inhibiteurs et réduisent ce risque. Une combinaison d'entrées des voisins d'un neurone donné déterminera s'il se déclenche. Si deux neurones se déclenchent souvent, la synapse entre eux (un petit espace à travers lequel des signaux chimiques ou électriques sont transmis) se renforcera, de sorte qu'ils peuvent plus facilement se fournir un retour d'information.

"C'est là que l'on entend le dicton selon lequel" Les neurones qui s'allument ensemble, se connectent ensemble "", explique Dmitri Chklovskii, neuroscientifique à l'Institut médical Howard Hughes. Mais ce qui n'est souvent pas apprécié à propos de cet adage, c'est que le câblage nécessite également que le deuxième neurone envoie un message au premier qu'il s'est également déclenché.

« La seule façon pour le neurone en amont de savoir que le deuxième neurone s'est déclenché est qu'il produit un pic de rétroaction. Cela aide la synapse à prendre la décision de devenir plus forte », explique Chklovskii. La rétroaction est l'endroit où commence la similitude avec les fourmis. « Les boucles de rétroaction sont partout à tous les niveaux. Ils permettent au système de se rendre compte que ce qu'il faisait ne fonctionne plus et d'essayer quelque chose de nouveau.

Les fourmis et le cerveau reposent en réalité sur deux types de rétroaction, maintenus dans un équilibre délicat : la rétroaction négative (ou inhibiteur) et la rétroaction positive (ou excitatrice). « La rétroaction négative a tendance à provoquer la stabilité. Les commentaires positifs ont tendance à provoquer un comportement d'emballement », a déclaré Tomer Czaczkes, biologiste des fourmis à l'Université de Ratisbonne en Allemagne. "Ces deux règles simples font quelque chose de très puissant."

La réponse de recherche de nourriture à la nourriture est un exemple de boucle de rétroaction positive et familière à tous ceux qui ont eu un pique-nique gâché par une file de fourmis marchant en file indienne vers leur repas. Mais savoir quand ne pas quitter le nid et risquer la prédation et la déshydratation peut être tout aussi important que savoir quand profiter d'une manne de graines. À de faibles niveaux d'un intrant (une petite quantité de nourriture, par exemple), la rétroaction positive domine. À des niveaux d'entrée élevés, la rétroaction négative domine, aidant à empêcher les processus d'emballement.

De tels processus d'emballement peuvent représenter un danger important pour la colonie. Czaczkes mentionne une histoire impliquant la fourmi légionnaire d'Amérique du Sud, qui, contrairement à la fourmi moissonneuse, dépend des phéromones pour la navigation. En 1936, le biologiste des fourmis T.C. Schneirla a vu un groupe de fourmis légionnaires tomber dans une « spirale de la mort des fourmis » alors qu'elles créaient une traînée de phéromones autour d'un grand arbre. Les fourmis de plomb, a noté Schneirla dans un article de 1944, ont découvert et suivi leur propre piste de phéromones. De plus en plus de fourmis se sont jointes, suivant une boucle de rétroaction positive sans fin autour du même arbre, continuant pendant des jours sous une pluie battante jusqu'à ce que les fourmis commencent à mourir d'épuisement.

"Se fier uniquement aux commentaires positifs peut vous bloquer comme ça", a déclaré Czaczkes. Il montrera plus tard que la rétroaction positive était contrebalancée par la rétroaction négative chez la fourmi noire des jardins, et que la rétroaction négative permettait une adaptation rapide à l'environnement.

« Individuellement, une fourmi est muette. Mais la colonie ? C'est là que se trouve l'intelligence.

Des réseaux de rétroaction similaires se trouvent dans le cerveau, à la fois au niveau des neurones individuels et de l'ensemble du cerveau. De même que la découverte d'une cache de graines par une ou deux fourmis moissonneuses peut déclencher un exode massif du nid, l'entrée de quelques ions sodium dans un neurone peut déclencher un afflux massif. Cette rétroaction positive augmente la tension du neurone au-delà d'un certain seuil, le faisant se déclencher et arrêter temporairement l'afflux d'ions sodium, tout en laissant s'écouler simultanément les ions potassium.

L'activité des neurones individuels induit des champs électromagnétiques autour du cerveau qui peuvent être enregistrés avec des électroencéphalogrammes (EEG). Le signal EEG est également une forme de rétroaction positive. Des scientifiques de l'Université de Yale ont appliqué un champ électrique faible à un morceau de cerveau de furet qui produisait des ondes cérébrales lentes mais régulières, similaires à ce qui se passe pendant le sommeil profond.Ce champ, ont-ils découvert, pourrait renforcer les poussées existantes d'activité neuronale dans le tissu cérébral, provoquant la transformation des ondulations en tsunamis. Lorsque les scientifiques ont appliqué le champ électrique opposé au tissu cérébral qui subissait des ondes régulières d'activité neuronale, ils ont pu perturber cette boucle de rétroaction. 1

Bien que ces processus de rétroaction dans le cerveau soient connus pour exister, ils sont difficiles à observer, beaucoup plus difficiles que les processus de rétroaction analogues dans les colonies de fourmis. Gordon et Goldman ont donc forgé une alliance fourmi-cerveau. Pour commencer, ils se sont concentrés sur un aspect particulier du comportement des fourmis : le nombre d'interactions qu'il faudrait à une fourmi pour quitter le nid et commencer à se nourrir.

E n août 2013, Gordon est retournée dans la même garrigue désertique à cheval sur la frontière de l'Arizona et du Nouveau-Mexique qu'elle visite chaque été depuis 30 ans. Armée d'une carte et d'un bloc-notes, elle a parcouru la terre battue et les plaques d'herbe épaisse pour commencer ses expériences. En passant devant des colonies de fourmis moissonneuses, elle les a saluées comme de vieilles amies. "Joyeux anniversaire, Colony 330. Vous avez réussi une autre année", a-t-elle dit en griffonnant une note sur un morceau de papier, sans jamais interrompre la foulée.

Flanqué d'un groupe d'étudiants de premier cycle et de doctorat. étudiants, Gordon est arrivée à un nid qu'elle avait marqué 889 avec un morceau de fil rouillé et une étiquette en métal estampée. Tout le monde a déposé son équipement, qui comprenait tout, des grands seaux en plastique aux parapluies en passant par le beurre de cacahuète. Gordon a retiré un rouleau de ruban adhésif bleu décoré de photos de SpongeBob SquarePants. Les étudiants ont immédiatement commencé à rentrer des chemises dans des pantalons et des jambes de jean dans des chaussettes. Ensuite, ils ont soigneusement enroulé du ruban adhésif Bob l'éponge autour des chevilles, des poignets et de la taille, partout où les fourmis pourraient être en mesure de livrer une méchante morsure. La recherche en neurosciences n'avait jamais ressemblé à cela auparavant.

Après avoir scotché leurs vêtements, les élèves ont installé deux caméras vidéo. L'un visait l'ouverture du nid, un trou dans le sol qui semble avoir été percé par un crayon. Un autre visait un carré à environ trois pieds de l'entrée du nid, mesurant environ un pied de chaque côté et avec des pierres aux coins. Armé d'une cuillère en plastique volée à la cafétéria du Southwestern Research Center ce matin-là, Gordon a commencé à agrandir la minuscule entrée du nid. Puis les caméras ont commencé à tourner.

Pendant 20 minutes, le groupe a enregistré les fourmis moissonneuses qui menaient leur vie comme d'habitude, quittant le nid à la recherche de nourriture et ramenant des graines à la maison. Ensuite, Gordon concentra son attention sur la place. Comme un chef Cordon Bleu pinçant un peu de sel, Gordon a habilement attrapé les fourmis dans le carré entre le pouce et l'index, les laissant tomber dans un seau en plastique. Les caméras continuaient de tourner alors que l'entrée normalement animée des fourmis s'arrêtait étrangement.

« Les fourmis ne reçoivent pas de commentaires de leurs camarades de nid », a-t-elle expliqué. "Personne n'entre, donc les fourmis à l'intérieur ne reçoivent pas le signal de partir."

Gordon et son équipe ont découvert qu'il ne fallait que trois secondes pour que les fourmis moissonneuses commencent à quitter le nid plus rapidement, après que leurs compagnons de nid aient commencé à revenir en masse avec de la nourriture. 2 La réaction inverse était beaucoup plus lente : si les butineuses ne revenaient pas avant quatre à cinq minutes, les fourmis près de l'entrée s'enfuyaient plus profondément sous terre. L'équipe a également mesuré combien de temps il a fallu à la colonie pour revenir à la normale après avoir été perturbée.

Des chiffres comme ceux-ci sont des informations précieuses pour Goldman. Comme les fourmis, les neurones ont également des premier et deuxième répondeurs. Lorsqu'un neurone se déclenche, il libère des neurotransmetteurs qui sont logés dans des conteneurs appelés vésicules. Un pool de vésicules, appelé « pool facilement libérable », vit juste au niveau de la membrane cellulaire et est le premier à être libéré. Les vésicules de ce bassin sont cependant peu nombreuses et peuvent rapidement s'épuiser. Si les taux de tir se poursuivent à un niveau modéré, un deuxième pool de vésicules appelé « pool de recyclage » est mis en action, et des taux très intenses appelleront un troisième pool appelé « pool de réserve ».

Un butineur de retour est comme un potentiel d'action entrant, un butineur potentiel dans la colonie de fourmis est comme une vésicule synaptique. Ces butineuses potentielles semblent également être disposées en fonction de leur proximité avec l'entrée du tunnel. Ceux plus en arrière sont similaires aux bassins de recyclage et de réserve. Tout comme un butineur potentiel doit décider de quitter le nid à la recherche de nourriture, la synapse doit décider de libérer une vésicule.

Goldman pense pouvoir utiliser les données des fourmis pour comprendre le comportement de recherche de nourriture des fourmis du désert et en quoi il est similaire ou différent du recyclage des vésicules. Pour comprendre le comportement de recherche de nourriture des fourmis, il utilise une construction mathématique appelée accumulateur stochastique. Ce modèle additionne les entrées que les fourmis reçoivent dans une certaine fenêtre de temps, d'une manière qui prend en compte le caractère aléatoire inhérent de l'environnement. Dans les synapses, les signaux chimiques qui déclenchent le comportement de recherche de nourriture des fourmis sont remplacés par des signaux électriques qui déclenchent la libération du neurotransmetteur, et la décision de laisser/rester de la fourmi est remplacée par la décision de libération/ne pas libérer de la synapse.

Pour sa part, Gordon espère des modèles mathématiques plus précis du comportement des fourmis. Elle espère que cela l'aidera à comprendre comment des réponses différentes aux interactions au niveau des fourmis individuelles peuvent entraîner des différences entre les colonies. Par exemple, les colonies qui se nourrissent moins lorsque les conditions sont sèches sont plus susceptibles de produire des colonies filles. Cette adaptation peut résulter du fait que les fourmis ont besoin de plus d'interactions avec leurs congénères avant de quitter le nid pour se nourrir. "Rassembler de la nourriture peut être très risqué", a déclaré Gordon. « Il est en fait avantageux pour la colonie de faire preuve de retenue, car elle ne gaspille pas de ressources. »

Dans les mois qui ont suivi son retour du Nouveau-Mexique, Gordon a passé la plupart de ses journées à regarder ses vidéos nouvellement collectées. Avec son équipe de post-doctorants, d'étudiants diplômés et d'étudiants de premier cycle, elle compte les fourmis alors qu'elles grouillent autour de l'entrée de la colonie. Chaque arrivée de fourmi reçoit une forte Cliquez sur sur le compteur en forme de chronomètre que les élèves utilisent, de sorte que l'analyse sonne comme une bataille de mitrailleuses dans le coin de son laboratoire de Stanford. À chaque clic, une espèce se rapproche de la compréhension d'une autre et d'elle-même.

Carrie Arnold est une rédactrice scientifique indépendante vivant en Virginie. Elle a couvert de nombreux aspects du monde vivant pendant Scientific American, Discover, New Scientist, NOVA, et autres publications.

1. Fröhilch, F. & McCormick, D.A. Les champs électriques endogènes peuvent guider l'activité du réseau néocortical. Neurone 67 (1), 129-143 (2010).

2. Pinter-Wollman, N., et al. Les fourmis moissonneuses utilisent des interactions pour réguler l'activation et la disponibilité des butineuses. Comportement des animaux (2013). Extrait de http://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2013.05.012.

Cet article a été initialement publié dans notre numéro « Feedback » en avril 2014.


Théorie de la fourmi ouvrière

Saviez-vous que les virus ne sont pas des organismes ? La définition super simple d'un organisme est un objet constitué d'une cellule (cellules) et auto-répliquant. En d'autres termes, les virus sont un bon contre-exemple aux organismes. Je ne l'ai appris qu'après le début de la pandémie de COVID, et la définition ci-dessus n'est cependant que ma fausse interprétation. Le fait est qu'il semble beaucoup plus difficile de définir un organisme qu'on ne l'imagine. Maintenant, pouvez-vous deviner comment cette histoire est liée au titre de cet article ? Quand j'ai appris ce fait surprenant, un contre-exemple m'est venu à l'esprit. A l'opposé des virus, quelque chose que l'on ne pense jamais être mais qui se comporte comme un organisme. C'est une organisation, un groupe de personnes. Comme certains d'entre vous l'ont peut-être déjà remarqué, il s'agit surtout d'une « organisation sarcelle » proposée par Frédéric Laloux.

Sa théorie m'a vraiment ouvert les yeux. Un groupe de personnes se comporte comme un organisme, et cela m'a rappelé la théorie de la fourmi ouvrière (nous en sommes finalement arrivés là). Un essaim de fourmis se compose d'une reine, de quelques faux-bourdons et de la majorité des ouvrières. La théorie dit que les fourmis ouvrières sont divisées en 20% de travailleurs acharnés, 60% de travailleurs normaux et 20% de travailleurs paresseux (contre son nom). Même si seules les fourmis travailleuses sont sélectionnées pour former un essaim, 20% d'entre elles deviendront bientôt paresseuses. Ceci est considéré comme une règle pour rendre un essaim résilient en gardant le surplus de main-d'œuvre en cas d'urgence. Un essaim de fourmis fonctionne comme un organisme plutôt que comme un groupe d'individus.

Selon la théorie des fourmis ouvrières, la même chose se produit dans la plupart des entreprises. Seulement 20% des gens (y compris moi, bien sûr, probablement, peut-être, espérons-le) travaillent dur. Et notre entreprise ? Autant que je sache, toute l'équipe de production semble travailler dur. De nombreuses planches KAIZEN sont posées sur les murs dans toute l'usine. Ils mesurent toujours les délais de traitement et se réunissent régulièrement pour améliorer la productivité. Je m'inquiète petit à petit de notre résilience. Afin de me préparer à un futur cas d'urgence, je devrais probablement être paresseux.


Contenu

Au cours des dernières décennies, les scientifiques se sont tournés vers la modélisation du comportement des essaims pour mieux comprendre ce comportement.

Modèles mathématiques Modifier

Les premières études sur le comportement des essaims utilisaient des modèles mathématiques pour simuler et comprendre le comportement. Les modèles mathématiques les plus simples d'essaims d'animaux représentent généralement des animaux individuels selon les trois règles suivantes :

  • Se déplacer dans la même direction que leurs voisins
  • Rester proche de ses voisins
  • Éviter les collisions avec leurs voisins

Le programme informatique Boids, créé par Craig Reynolds en 1986, simule le comportement d'un essaim en suivant les règles ci-dessus. [4] De nombreux modèles ultérieurs et actuels utilisent des variantes de ces règles, les mettant souvent en œuvre au moyen de « zones » concentriques autour de chaque animal. Dans la "zone de répulsion", très proche de l'animal, l'animal focal cherchera à s'éloigner de ses voisins pour éviter les collisions. Un peu plus loin, dans la "zone d'alignement", l'animal focal cherchera à aligner sa direction de mouvement avec ses voisins. Dans la "zone d'attraction" la plus externe, qui s'étend aussi loin de l'animal focal qu'il est capable de le sentir, l'animal focal cherchera à se déplacer vers un voisin.

La forme de ces zones sera nécessairement affectée par les capacités sensorielles d'un animal donné. Par exemple, le champ visuel d'un oiseau ne s'étend pas derrière son corps. Les poissons dépendent à la fois de la vision et des perceptions hydrodynamiques relayées par leurs lignes latérales, tandis que le krill antarctique repose à la fois sur la vision et les signaux hydrodynamiques relayés par les antennes.

Cependant, des études récentes sur des troupeaux d'étourneaux ont montré que chaque oiseau modifie sa position, par rapport aux six ou sept animaux qui l'entourent directement, quelle que soit la proximité ou la distance de ces animaux. [5] Les interactions entre les étourneaux floqués sont donc basées sur une règle topologique plutôt que métrique. Reste à savoir si cela s'applique à d'autres animaux. Une autre étude récente, basée sur une analyse de séquences de caméras à haute vitesse de troupeaux au-dessus de Rome et en supposant des règles comportementales minimales, a simulé de manière convaincante un certain nombre d'aspects du comportement des troupeaux. [6] [7] [8] [9]

Modèles évolutifs Modifier

Afin de comprendre pourquoi les animaux développent des comportements d'essaimage, les scientifiques se sont tournés vers des modèles évolutifs qui simulent des populations d'animaux en évolution. Généralement, ces études utilisent un algorithme génétique pour simuler l'évolution sur plusieurs générations. Ces études ont examiné un certain nombre d'hypothèses tentant d'expliquer pourquoi les animaux développent des comportements d'essaimage, comme la théorie du troupeau égoïste [10] [11] [12] [13] l'effet de confusion des prédateurs, [14] [15] l'effet de dilution, [16] [17] et la théorie des nombreux yeux. [18]

Agents Modifier

  • Mach, Robert Schweitzer, Frank (2003). "Modèle multi-agents d'essaimage biologique". Avancées dans la vie artificielle. Notes de cours en informatique. 2801. p. 810-820. CiteSeerX10.1.1.87.8022 . doi:10.1007/978-3-540-39432-7_87. ISBN978-3-540-20057-4.

Auto-organisation Modifier

Émergence Modifier

Le concept d'émergence - que les propriétés et les fonctions trouvées à un niveau hiérarchique ne sont pas présentes et ne sont pas pertinentes aux niveaux inférieurs - est souvent un principe de base derrière les systèmes auto-organisés. [19] Un exemple d'auto-organisation en biologie conduisant à l'émergence dans le monde naturel se produit dans les colonies de fourmis. La reine ne donne pas d'ordres directs et ne dit pas aux fourmis quoi faire. [ citation requise ] Au lieu de cela, chaque fourmi réagit aux stimuli sous la forme d'odeurs chimiques de larves, d'autres fourmis, d'intrus, de nourriture et d'accumulation de déchets, et laisse derrière elle une traînée chimique qui, à son tour, stimule les autres fourmis. Ici, chaque fourmi est une unité autonome qui ne réagit qu'en fonction de son environnement local et des règles génétiquement codées de sa variété. Malgré l'absence de prise de décision centralisée, les colonies de fourmis présentent des comportements complexes et ont même pu démontrer leur capacité à résoudre des problèmes géométriques. Par exemple, les colonies trouvent régulièrement la distance maximale de toutes les entrées de la colonie pour se débarrasser des cadavres.

Stigmargie Modifier

Un autre concept clé dans le domaine de l'intelligence en essaim est la stigmergie. [20] [21] La stigmatisation est un mécanisme de coordination indirecte entre des agents ou des actions. Le principe est que la trace laissée dans l'environnement par une action stimule la réalisation d'une action suivante, par le même agent ou par un autre agent. De cette façon, les actions ultérieures tendent à se renforcer et à s'appuyer les unes sur les autres, conduisant à l'émergence spontanée d'une activité cohérente, apparemment systématique. La stigmatisation est une forme d'auto-organisation. Il produit des structures complexes, apparemment intelligentes, sans besoin de planification, de contrôle ou même de communication directe entre les agents. En tant que tel, il favorise une collaboration efficace entre des agents extrêmement simples, qui manquent de mémoire, d'intelligence ou même de conscience les uns des autres. [21]

Intelligence en essaim Modifier

L'intelligence en essaim est le comportement collectif de systèmes décentralisés, auto-organisés, naturels ou artificiels. Le concept est utilisé dans les travaux sur l'intelligence artificielle. L'expression a été introduite par Gerardo Beni et Jing Wang en 1989, dans le contexte des systèmes robotiques cellulaires. [22]

Les systèmes d'intelligence en essaim sont généralement constitués d'une population d'agents simples tels que des boids interagissant localement les uns avec les autres et avec leur environnement. Les agents suivent des règles très simples, et bien qu'il n'y ait pas de structure de contrôle centralisée dictant comment les agents individuels doivent se comporter, les interactions locales et dans une certaine mesure aléatoires entre ces agents conduisent à l'émergence d'un comportement global intelligent, inconnu des agents individuels.

La recherche sur l'intelligence en essaim est multidisciplinaire. Il peut être divisé en recherche sur les essaims naturels étudiant les systèmes biologiques et recherche sur les essaims artificiels étudiant les artefacts humains. Il existe également un volet scientifique qui tente de modéliser les systèmes d'essaim eux-mêmes et de comprendre leurs mécanismes sous-jacents, et un volet d'ingénierie axé sur l'application des connaissances développées par le volet scientifique pour résoudre des problèmes pratiques dans d'autres domaines. [23]

Algorithmes Modifier

Les algorithmes Swarm suivent une approche lagrangienne ou une approche eulérienne. [24] L'approche eulérienne considère l'essaim comme un champ, en travaillant avec la densité de l'essaim et en dérivant les propriétés du champ moyen. C'est une approche hydrodynamique, et peut être utile pour modéliser la dynamique globale de grands essaims. [25] [26] [27] Cependant, la plupart des modèles fonctionnent avec l'approche lagrangienne, qui est un modèle à base d'agents suivant les agents individuels (points ou particules) qui composent l'essaim. Les modèles de particules individuelles peuvent suivre des informations sur le cap et l'espacement qui sont perdues dans l'approche eulérienne. [24] [28]

Optimisation des colonies de fourmis Modifier

L'optimisation des colonies de fourmis est un algorithme largement utilisé qui a été inspiré par les comportements des fourmis et a été efficace pour résoudre des problèmes d'optimisation discrets liés à l'essaimage. [30] L'algorithme a été initialement proposé par Marco Dorigo en 1992, [31] [32] et s'est depuis diversifié pour résoudre une classe plus large de problèmes numériques. Les espèces qui ont plusieurs reines peuvent avoir une reine quittant le nid avec quelques ouvrières pour fonder une colonie sur un nouveau site, un processus semblable à l'essaimage des abeilles mellifères. [33] [34]

  • Les fourmis ont un comportement peu sophistiqué, elles effectuent collectivement des tâches complexes. Les fourmis ont une communication très développée et sophistiquée basée sur les signes.
  • Les fourmis communiquent en utilisant des pistes de phéromones qui peuvent être suivies par d'autres fourmis.
  • Les fourmis à problème de routage laissent tomber différentes phéromones utilisées pour calculer le chemin "le plus court" de la source à la ou aux destinations.
  • Rauch, EM Millonas, MM Chialvo, DR (1995). « Formation de modèle et fonctionnalité dans les modèles d'essaim ». Lettres de physique A. 207 (3–4) : 185. arXiv : adap-org/9507003 . Code Bib : 1995PhLA..207..185R. doi:10.1016/0375-9601(95)00624-c. S2CID120567147.

Particules automotrices Modifier

Le concept de particules automotrices (SPP) a été introduit en 1995 par Tamás Vicsek et al. [36] comme cas particulier du modèle des boids introduit en 1986 par Reynolds. [4] Un essaim SPP est modélisé par un ensemble de particules qui se déplacent à vitesse constante et répondent à des perturbations aléatoires en adoptant à chaque incrément la direction moyenne de mouvement des autres particules dans leur voisinage local. [37]

Les simulations démontrent qu'une "règle du plus proche voisin" appropriée aboutit finalement à ce que toutes les particules se rassemblent ou se déplacent dans la même direction. Cela apparaît, même s'il n'y a pas de coordination centralisée, et même si les voisins de chaque particule changent constamment au cours du temps. [36] Les modèles SPP prédisent que les animaux en essaim partagent certaines propriétés au niveau du groupe, quel que soit le type d'animaux dans l'essaim. [38] Les systèmes d'essaimage donnent lieu à des comportements émergents qui se produisent à de nombreuses échelles différentes, dont certaines sont à la fois universelles et robustes. C'est devenu un défi en physique théorique de trouver des modèles statistiques minimaux qui capturent ces comportements. [39] [40]

Optimisation de l'essaim de particules Modifier

L'optimisation des essaims de particules est un autre algorithme largement utilisé pour résoudre les problèmes liés aux essaims. Il a été développé en 1995 par Kennedy et Eberhart et visait d'abord à simuler le comportement social et la chorégraphie des volées d'oiseaux et des bancs de poissons. [41] [42] L'algorithme a été simplifié et il a été observé qu'il effectuait une optimisation. Le système sème initialement une population avec des solutions aléatoires. Il recherche ensuite dans l'espace du problème à travers les générations successives en utilisant l'optimisation stochastique pour trouver les meilleures solutions. Les solutions qu'il trouve sont appelées particules. Chaque particule stocke sa position ainsi que la meilleure solution qu'elle a obtenue jusqu'à présent. L'optimiseur d'essaim de particules suit la meilleure valeur locale obtenue jusqu'à présent par n'importe quelle particule dans le voisinage local. Les particules restantes se déplacent ensuite dans l'espace du problème en suivant l'exemple des particules optimales.À chaque itération, l'optimiseur d'essaim de particules accélère chaque particule vers ses emplacements optimaux selon des règles mathématiques simples. L'optimisation des essaims de particules a été appliquée dans de nombreux domaines. Il a peu de paramètres à ajuster, et une version qui fonctionne bien pour des applications spécifiques peut également bien fonctionner avec des modifications mineures dans une gamme d'applications connexes. [43] Un livre de Kennedy et Eberhart décrit certains aspects philosophiques des applications d'optimisation des essaims de particules et de l'intelligence des essaims. [44] Une étude approfondie des applications est effectuée par Poli. [45] [46]

Altruisme Modifier

Des chercheurs suisses ont développé un algorithme basé sur la règle de sélection de parenté de Hamilton. L'algorithme montre comment l'altruisme dans un essaim d'entités peut, au fil du temps, évoluer et aboutir à un comportement d'essaim plus efficace. [47] [48]

Les premières preuves du comportement des essaims chez les animaux remontent à environ 480 millions d'années. Fossiles du trilobite Ampyx priscus ont été récemment décrits comme regroupés en lignes le long du fond océanique. Les animaux étaient tous des adultes matures et faisaient tous face dans la même direction comme s'ils avaient formé une ligne de conga ou un peloton. Il a été suggéré qu'ils s'alignent de cette manière pour migrer, tout comme les langoustes migrent dans des files d'attente à file unique. [49] Ou peut-être qu'ils se réunissent pour l'accouplement, [50] comme avec la mouche Torrens à leptoconops. Les résultats suggèrent que le comportement collectif animal a des origines évolutives très précoces. [51]

    National Geographic. Article de fond, juillet 2007.
  • Beekman M, Sword GA et Simpson SK (2008) Fondements biologiques de l'intelligence en essaim. Dans Intelligence en essaim : introduction et applications, Eds Blum C et Merkle D. ??, pages 3-43. 978-3-540-74088-9
  • Parrish JK, Edelstein-Keshet L (1999). "Complexité, modèle et compromis évolutifs dans l'agrégation animale" (PDF) . Science. 284 (5411) : 99-101. Code bibliographique : 1999Sci. 284. 99P. CiteSeerX10.1.1.560.5229 . doi:10.1126/science.284.5411.99. PMID10102827. Archivé de l'original (PDF) le 2011-07-20.

Insectes sociaux Modifier

Le comportement des insectes sociaux (insectes qui vivent en colonies, comme les fourmis, les abeilles, les guêpes et les termites) a toujours été une source de fascination pour les enfants, les naturalistes et les artistes. Les insectes individuels semblent faire leur propre chose sans aucun contrôle central, mais la colonie dans son ensemble se comporte de manière hautement coordonnée. [64] Les chercheurs ont découvert que la coopération au niveau de la colonie est largement auto-organisée. La coordination de groupe qui émerge n'est souvent qu'une conséquence de la façon dont les individus de la colonie interagissent. Ces interactions peuvent être remarquablement simples, comme une fourmi suivant simplement la piste laissée par une autre fourmi. Pourtant mis ensemble, l'effet cumulatif de tels comportements peut résoudre des problèmes très complexes, tels que la localisation du chemin le plus court dans un réseau de chemins possibles vers une source de nourriture. Le comportement organisé qui émerge de cette manière est parfois appelé intelligence en essaim, une forme d'émergence biologique. [64]

Fourmis Modifier

Les fourmis individuelles ne présentent pas de comportements complexes, mais une colonie de fourmis accomplit collectivement des tâches complexes telles que construire des nids, prendre soin de leurs petits, construire des ponts et chercher de la nourriture. Une colonie de fourmis peut sélectionner collectivement (c'est-à-dire envoyer la plupart des ouvrières vers) la meilleure source de nourriture, ou la plus proche, parmi plusieurs à proximité. [65] De telles décisions collectives sont prises en utilisant des mécanismes de rétroaction positive. La sélection de la meilleure source de nourriture est réalisée par les fourmis suivant deux règles simples. Premièrement, les fourmis qui trouvent de la nourriture retournent au nid en déposant une phéromone chimique. Plus de phéromone est déposée pour des sources de nourriture de meilleure qualité. [66] Ainsi, si deux sources de nourriture équidistantes de qualités différentes sont trouvées simultanément, la piste des phéromones vers la meilleure sera plus forte. Les fourmis au nid suivent une autre règle simple, privilégier les sentiers plus forts, en moyenne. Plus de fourmis suivent alors la piste la plus forte, donc plus de fourmis arrivent à la source de nourriture de haute qualité, et un cycle de rétroaction positive assure, résultant en une décision collective pour la meilleure source de nourriture. S'il y a deux chemins entre le nid de fourmis et une source de nourriture, la colonie choisit généralement le chemin le plus court. En effet, les fourmis qui retournent d'abord au nid à partir de la source de nourriture sont plus susceptibles d'être celles qui ont emprunté le chemin le plus court. D'autres fourmis reviennent ensuite sur le chemin le plus court, renforçant ainsi la piste des phéromones. [67]

Les fourmis légionnaires, contrairement à la plupart des espèces de fourmis, ne construisent pas de nids permanents. Une colonie de fourmis légionnaires se déplace presque sans cesse au cours du temps où elle existe, restant dans un état essentiellement perpétuel d'essaimage. Plusieurs lignées ont développé indépendamment le même syndrome comportemental et écologique de base, souvent appelé « comportement légionnaire », et peuvent être un exemple d'évolution convergente. [68]

Les techniques efficaces utilisées par les colonies de fourmis ont été étudiées en informatique et en robotique pour produire des systèmes distribués et tolérants aux pannes pour résoudre des problèmes. Ce domaine de la biomimétique a conduit à des études sur la locomotion des fourmis, des moteurs de recherche utilisant des "sentiers de recherche de nourriture", un stockage tolérant aux pannes et des algorithmes de mise en réseau. [69]

Abeilles à miel Modifier

Dans les climats tempérés, les abeilles mellifères forment généralement des essaims à la fin du printemps. Un essaim contient généralement environ la moitié des ouvrières avec l'ancienne reine, tandis que la nouvelle reine reste avec les ouvrières restantes dans la ruche d'origine. Lorsque les abeilles mellifères sortent d'une ruche pour former un essaim, elles peuvent se rassembler sur une branche d'un arbre ou sur un buisson à quelques mètres seulement de la ruche. Les abeilles se regroupent autour de la reine et envoient 20 à 50 éclaireurs pour trouver de nouveaux emplacements de nidification appropriés. Les éclaireurs sont les butineuses les plus expérimentées de la grappe. Si un éclaireur trouve un endroit approprié, elle retourne dans le groupe et en fait la promotion en dansant une version de la danse frétillante. Cette danse transmet des informations sur la qualité, la direction et la distance du nouveau site. Plus elle est excitée par ses découvertes, plus elle danse vigoureusement. Si elle peut convaincre les autres, ils peuvent partir et vérifier le site qu'elle a trouvé. S'ils approuvent, ils peuvent également en faire la promotion. Dans ce processus de prise de décision, les scouts vérifient plusieurs sites, abandonnant souvent leur propre site d'origine pour promouvoir le site supérieur d'un autre scout. Plusieurs sites différents peuvent être promus par différents scouts au début. Après quelques heures et parfois des jours, un emplacement privilégié émerge finalement de ce processus de prise de décision. Lorsque tous les éclaireurs se mettent d'accord sur l'emplacement final, l'ensemble de l'amas s'envole et s'y précipite. Parfois, si aucune décision n'est prise, l'essaim se séparera, certaines abeilles allant dans un sens d'autres, allant dans un autre. Cela se traduit généralement par un échec, les deux groupes mourant. Un nouvel emplacement est généralement à un kilomètre ou plus de la ruche d'origine, bien que certaines espèces, par exemple, Apis dorsata, [70] peuvent établir de nouvelles colonies à moins de 500 mètres du nid natal. Ce processus de prise de décision collective réussit remarquablement à identifier le nouveau site de nidification le plus approprié et à garder l'essaim intact. Un bon site de ruche doit être suffisamment grand pour accueillir l'essaim (environ 15 litres de volume), doit être bien protégé des éléments, recevoir un ensoleillement optimal, être à une certaine hauteur au-dessus du sol, avoir une petite entrée et être capable de résister aux infestations de fourmis - c'est pourquoi les cavités des arbres sont souvent sélectionnées. [71] [72] [73] [74] [75]

Insectes non-sociaux Modifier

Contrairement aux insectes sociaux, les essaims d'insectes non sociaux qui ont été étudiés semblent principalement fonctionner dans des contextes tels que l'accouplement, l'alimentation, l'évitement des prédateurs et la migration.

Papillons Modifier

Les papillons peuvent présenter un accouplement synchronisé, au cours duquel les phéromones libérées par les femelles initient un comportement de recherche et d'essaimage chez les mâles. [76] Les mâles détectent les phéromones avec des antennes sensibles et peuvent suivre les femelles jusqu'à plusieurs kilomètres. [77] L'accouplement en essaim implique le choix des femelles et la compétition des mâles. Un seul mâle de l'essaim, généralement le premier, réussira à s'accoupler. [78] Les femmes maximisent les avantages pour la condition physique et minimisent les coûts en régissant l'apparition et l'ampleur de la phéromone déployée. Alors que trop peu de phéromones n'attireront pas un partenaire, trop de phéromones permet aux mâles moins en forme de détecter le signal. [79] Après la copulation, les femelles pondent les œufs sur une plante hôte. La qualité de la plante hôte peut être un facteur influençant l'emplacement de l'essaimage et de la ponte. Dans un cas, les chercheurs ont observé des teignes du chêne à rayures roses (Anisota virginiensis) essaimage sur un site de charognes, où la décomposition a probablement augmenté les niveaux de nutriments du sol et la qualité de la plante hôte. [80]

Mouches Modifier

Les moucherons, tels que Tokunagayusurika akamusi, former des essaims, dansant dans les airs. L'essaimage sert à plusieurs fins, y compris la facilitation de l'accouplement en attirant les femelles pour qu'elles s'approchent de l'essaim, un phénomène connu sous le nom d'accouplement lek. De tels essaims ressemblant à des nuages ​​se forment souvent en début de soirée lorsque le soleil se couche, à la pointe d'un buisson, au sommet d'une colline, au-dessus d'une mare d'eau, ou même parfois au-dessus d'une personne. La formation de tels essaims n'est pas due à l'instinct, mais à un comportement adaptatif - un "consensus" - entre les individus au sein des essaims. Il est également suggéré que l'essaimage est un rituel, car il y a rarement un moucheron mâle seul et non en essaim. Cela pourrait s'être formé en raison de l'avantage de réduire la consanguinité en ayant des mâles de divers gènes rassemblés en un seul endroit. [81] Le genre Culicoïdes, également connus sous le nom de moucherons piqueurs, ont montré un comportement d'essaimage qui est censé causer de la confusion chez les prédateurs. [82]

Cafards Modifier

Les blattes laissent des traces chimiques dans leurs excréments et émettent des phéromones en suspension dans l'air pour l'accouplement. D'autres cafards suivront ces sentiers pour découvrir des sources de nourriture et d'eau, et découvrir également où se cachent d'autres cafards. Ainsi, des groupes de blattes peuvent présenter un comportement émergent [83] dans lequel le comportement de groupe ou d'essaim émerge d'un simple ensemble d'interactions individuelles.

Les blattes sont principalement nocturnes et s'enfuient lorsqu'elles sont exposées à la lumière. Une étude a testé l'hypothèse selon laquelle les cafards n'utilisent que deux informations pour décider où aller dans ces conditions : à quel point il fait noir et combien d'autres cafards il y a. L'étude menée par José Halloy et ses collègues de l'Université libre de Bruxelles et d'autres institutions européennes a créé un ensemble de minuscules robots qui apparaissent aux cafards comme d'autres cafards et peuvent ainsi modifier la perception des cafards de la masse critique. Les robots étaient également spécialement parfumés pour être acceptés par les vrais cafards. [84]

Criquets Modifier

Les criquets sont la phase d'essaimage des sauterelles à cornes courtes de la famille des Acrididae. Certaines espèces peuvent se reproduire rapidement dans des conditions appropriées et devenir par la suite grégaires et migratrices. Ils forment des bandes sous forme de nymphes et d'essaims sous forme d'adultes, qui peuvent tous deux parcourir de grandes distances, décapant rapidement les champs et endommageant considérablement les cultures. Les plus gros essaims peuvent couvrir des centaines de kilomètres carrés et contenir des milliards de criquets. Un criquet peut manger son propre poids (environ 2 grammes) de plantes chaque jour. Cela signifie qu'un million de criquets peuvent manger plus d'une tonne de nourriture chaque jour et que les plus gros essaims peuvent en consommer plus de 100 000 tonnes par jour. [85]

L'essaimage des criquets s'est avéré être associé à des niveaux accrus de sérotonine, ce qui fait que les criquets changent de couleur, mangent beaucoup plus, s'attirent mutuellement et se reproduisent beaucoup plus facilement. Les chercheurs proposent que le comportement d'essaimage soit une réponse à la surpopulation et des études ont montré qu'une stimulation tactile accrue des pattes arrière ou, chez certaines espèces, la simple rencontre d'autres individus provoque une augmentation des niveaux de sérotonine. La transformation du criquet en variété grouillante peut être induite par plusieurs contacts par minute sur une période de quatre heures. [86] [87] [88] [89] Notamment, une prédisposition innée à l'agrégation a été trouvée chez les nouveau-nés du criquet pèlerin, Schistocerca gregaria, indépendamment de leur phase parentale. [90]

La réponse d'un criquet individuel à une perte d'alignement dans le groupe semble augmenter le caractère aléatoire de son mouvement, jusqu'à ce qu'un état aligné soit à nouveau atteint. Cet alignement induit par le bruit semble être une caractéristique intrinsèque du mouvement cohérent collectif. [91]

Comportement migratoire Modifier

La migration des insectes est le mouvement saisonnier des insectes, en particulier ceux des espèces de libellules, de coléoptères, de papillons et de mites. La distance peut varier d'une espèce à l'autre, mais dans la plupart des cas, ces déplacements impliquent un grand nombre d'individus. Dans certains cas, les individus qui migrent dans une direction peuvent ne pas revenir et la génération suivante peut plutôt migrer dans la direction opposée. Il s'agit d'une différence significative par rapport à la migration des oiseaux.

Les papillons monarques sont particulièrement connus pour leur longue migration annuelle. En Amérique du Nord, ils effectuent des migrations massives vers le sud à partir d'août jusqu'aux premières gelées. Une migration vers le nord a lieu au printemps. Le monarque est le seul papillon qui migre à la fois vers le nord et le sud, comme le font régulièrement les oiseaux. Mais aucun individu ne fait tout l'aller-retour. Les monarques femelles déposent des œufs pour la génération suivante au cours de ces migrations. [92] La durée de ces voyages dépasse la durée de vie normale de la plupart des monarques, qui est inférieure à deux mois pour les papillons nés au début de l'été. La dernière génération de l'été entre dans une phase non reproductive connue sous le nom de diapause et peut vivre sept mois ou plus. [93] Pendant la diapause, les papillons volent vers l'un des nombreux sites d'hivernage. La génération qui hiverne ne se reproduit généralement pas avant de quitter le site d'hivernage en février et mars. Ce sont les deuxième, troisième et quatrième générations qui retournent dans leurs régions nordiques aux États-Unis et au Canada au printemps. La façon dont l'espèce parvient à revenir aux mêmes endroits d'hivernage sur un intervalle de plusieurs générations est toujours un sujet de recherche, les modèles de vol semblent être hérités, basés sur une combinaison de la position du soleil dans le ciel [94] et -compas solaire compensé qui dépend d'une horloge circadienne basée sur leurs antennes. [95] [96]

Oiseaux Modifier

  • Nagy, M Akos Zs, Biro D Vicsek, T (2010). « Dynamique de groupe hiérarchique dans les troupeaux de pigeons » (PDF) . La nature. 464 (7290) : 890-893. arXiv : 1010.5394 . Code Bib : 2010Natur.464..890N. doi: 10.1038/nature08891. PMID20376149. S2CID4430488. Archivé de l'original (PDF) le 2010-07-06. PDF supplémentaire

Migration des oiseaux Modifier

Environ 1800 des 10 000 espèces d'oiseaux du monde sont des migrateurs de longue distance. [97] La ​​principale motivation de la migration semble être la nourriture, par exemple, certains colibris choisissent de ne pas migrer s'ils sont nourris pendant l'hiver. De plus, les jours plus longs de l'été nordique offrent aux oiseaux nicheurs plus de temps pour nourrir leurs petits. Cela aide les oiseaux diurnes à produire des couvées plus importantes que les espèces non migratrices apparentées qui restent sous les tropiques. Au fur et à mesure que les jours raccourcissent en automne, les oiseaux retournent dans des régions plus chaudes où l'approvisionnement alimentaire disponible varie peu selon la saison. Ces avantages compensent le stress élevé, les coûts d'effort physique et d'autres risques de la migration tels que la prédation.

De nombreux oiseaux migrent en groupes. Pour les oiseaux plus gros, on suppose que voler en groupes réduit les coûts énergétiques. La formation en V est souvent censée augmenter l'efficacité et la portée des oiseaux en vol, en particulier sur les longues routes migratoires. Tous les oiseaux, à l'exception du premier, volent dans le courant ascendant de l'un des tourbillons de bout d'aile de l'oiseau devant. L'upwash aide chaque oiseau à supporter son propre poids en vol, de la même manière qu'un planeur peut grimper ou maintenir sa hauteur indéfiniment dans l'air ascendant. Les oies volant en formation en V économisent de l'énergie en volant dans le courant ascendant du vortex de bout d'aile généré par l'animal précédent de la formation. Ainsi, les oiseaux qui volent derrière n'ont pas besoin de travailler aussi dur pour atteindre la portance. Des études montrent que les oiseaux dans une formation en V se placent à peu près à la distance optimale prédite par la théorie aérodynamique simple. [98] Les oies dans une formation en V peuvent conserver 12 à 20 % de l'énergie dont elles auraient besoin pour voler seules. [99] [100] Dans les études radar, on a découvert que des mausots rouges et des bécasseaux volants volaient 5 km/h plus rapidement en groupes que lorsqu'ils volaient seuls. [101] Les oiseaux qui volent aux extrémités et à l'avant subissent une rotation cyclique en temps opportun pour répartir la fatigue du vol de manière égale parmi les membres du troupeau. La formation facilite également la communication et permet aux oiseaux de maintenir un contact visuel les uns avec les autres.

D'autres animaux peuvent utiliser des techniques de rédaction similaires lors de la migration. Les homards, par exemple, migrent en « trains de homards » en file indienne, parfois sur des centaines de kilomètres.

La Méditerranée et d'autres mers présentent un obstacle majeur aux oiseaux planeurs, qui doivent traverser aux points les plus étroits. Un nombre massif de grands rapaces et de cigognes traversent des zones telles que Gibraltar, Falsterbo et le Bosphore au moment de la migration. Des espèces plus communes, comme la buse à miel européenne, se comptent par centaines de milliers en automne. D'autres barrières, telles que les chaînes de montagnes, peuvent également provoquer un effet d'entonnoir, en particulier des grands migrateurs diurnes. Il s'agit d'un facteur notable du goulot d'étranglement migratoire en Amérique centrale. Cette concentration d'oiseaux pendant la migration peut mettre des espèces en péril. Certains migrateurs spectaculaires ont déjà disparu, le plus notable étant le pigeon voyageur. Pendant la migration, les troupeaux mesuraient 1,6 km de large et 500 km de long, mettant plusieurs jours à passer et contenant jusqu'à un milliard d'oiseaux.

Vie marine Modifier

Poisson Modifier

Le terme « banc » peut être utilisé pour décrire n'importe quel groupe de poissons, y compris les groupes d'espèces mixtes, tandis que « banc » est utilisé pour des groupes plus soudés de la même espèce nageant de manière hautement synchronisée et polarisée.

Les poissons tirent de nombreux avantages du comportement en bancs, notamment la défense contre les prédateurs (grâce à une meilleure détection des prédateurs et en diluant les chances de capture), un meilleur succès de recherche de nourriture et un meilleur succès pour trouver un partenaire. [103] Il est également probable que les poissons bénéficient de l'appartenance aux bancs grâce à une efficacité hydrodynamique accrue. [104]

Les poissons utilisent de nombreux traits pour choisir leurs coéquipiers. En général, ils préfèrent les bancs plus grands, les coéquipiers de leur propre espèce, les coéquipiers de taille et d'apparence similaires à eux-mêmes, les poissons en bonne santé et les parents (lorsqu'ils sont reconnus). L'« effet bizarrerie » postule que tout membre du banc qui se démarque en apparence sera préférentiellement ciblé par les prédateurs. Cela peut expliquer pourquoi les poissons préfèrent se regrouper avec des individus qui leur ressemblent. L'effet de bizarrerie aurait ainsi tendance à homogénéiser les hauts-fonds. [105]

Un aspect déroutant de la sélection des bancs est de savoir comment un poisson peut choisir de rejoindre un banc d'animaux similaires à lui, étant donné qu'il ne peut pas connaître sa propre apparence. Des expériences avec le poisson zèbre ont montré que la préférence pour les bancs est une capacité apprise, pas innée.Un poisson zèbre a tendance à s'associer à des bancs qui ressemblent aux bancs dans lesquels il a été élevé, une forme d'empreinte. [106]

D'autres questions ouvertes sur le comportement des hauts-fonds incluent l'identification des individus responsables de la direction du mouvement des hauts-fonds. Dans le cas des mouvements migratoires, la plupart des membres d'un banc semblent savoir où ils vont. Dans le cas du comportement de recherche de nourriture, les bancs captifs de méné doré (une sorte de vairon) sont dirigés par un petit nombre d'individus expérimentés qui savaient quand et où la nourriture était disponible. [107]

Radakov a estimé que les bancs de hareng dans l'Atlantique Nord peuvent occuper jusqu'à 4,8 kilomètres cubes avec des densités de poissons comprises entre 0,5 et 1,0 poisson/mètre cube. C'est plusieurs milliards de poissons dans un banc. [108]

  • Partridge BL (1982) "La structure et la fonction des bancs de poissons"Scientifique américain, juin : 114-123.
  • Parrish JK, Viscido SV, Grunbaum D (2002). "Écoles de poissons auto-organisées: un examen des propriétés émergentes" (PDF) . Biol. Taureau. 202 (3) : 296-305. CiteSeerX10.1.1.116.1548 . doi:10.2307/1543482. JSTOR1543482. PMID12087003. S2CID377484.

Migration des poissons Modifier

Entre mai et juillet, un grand nombre de sardines fraient dans les eaux fraîches du banc des Agulhas, puis suivent un courant d'eau froide vers le nord le long de la côte est de l'Afrique du Sud. Cette grande migration, appelée sardine run, crée des frénésie alimentaire spectaculaires le long du littoral alors que les prédateurs marins, tels que les dauphins, les requins et les fous de Bassan, attaquent les bancs.

Krill Modifier

La plupart des krills, petits crustacés ressemblant à des crevettes, forment de grands essaims, atteignant parfois des densités de 10 000 à 60 000 animaux par mètre cube. [110] [111] [112] L'essaimage est un mécanisme défensif, déroutant les petits prédateurs qui voudraient choisir des individus isolés. Les plus gros essaims sont visibles depuis l'espace et peuvent être suivis par satellite. [113] Un essaim a été observé pour couvrir une superficie de 450 kilomètres carrés (175 milles carrés) d'océan, à une profondeur de 200 mètres (650 pieds) et a été estimé à contenir plus de 2 millions de tonnes de krill. [114] Des recherches récentes suggèrent que le krill ne dérive pas simplement passivement dans ces courants mais les modifie en réalité. [114] Le krill suit généralement une migration verticale diurne. En se déplaçant verticalement à travers l'océan sur un cycle de 12 heures, les essaims jouent un rôle majeur dans le mélange d'eau plus profonde et riche en nutriments avec de l'eau pauvre en nutriments à la surface. [114] Jusqu'à récemment, on supposait qu'ils passent la journée à de plus grandes profondeurs et remontent la nuit vers la surface. Il a été constaté que plus ils vont en profondeur, plus ils réduisent leur activité, [115] apparemment pour réduire les rencontres avec les prédateurs et économiser l'énergie.

Des travaux ultérieurs ont suggéré que l'activité de nage dans le krill variait avec la plénitude de l'estomac. Les animaux rassasiés qui s'étaient nourris à la surface nagent moins activement et s'enfoncent donc sous la couche de mélange. [116] Au fur et à mesure qu'ils coulent, ils produisent des matières fécales, ce qui peut signifier qu'ils ont un rôle important à jouer dans le cycle du carbone antarctique. Le krill à jeun nageait plus activement et se dirigeait ainsi vers la surface. Cela implique que la migration verticale peut être une occurrence bi- ou tri-quotidienne. Certaines espèces forment des essaims de surface pendant la journée à des fins d'alimentation et de reproduction même si un tel comportement est dangereux car il les rend extrêmement vulnérables aux prédateurs. [117] Les essaims denses peuvent provoquer une frénésie alimentaire chez les poissons, les oiseaux et les mammifères prédateurs, en particulier près de la surface. Lorsqu'il est dérangé, un essaim se disperse et certains individus ont même été observés en train de muer instantanément, laissant l'exuvie derrière eux comme un leurre. [118] En 2012, Gandomi et Alavi ont présenté ce qui semble être un algorithme stochastique réussi pour modéliser le comportement des essaims de krill. L'algorithme est basé sur trois facteurs principaux : " (i) le mouvement induit par la présence d'autres individus (ii) l'activité de recherche de nourriture, et (iii) la diffusion aléatoire." [119]

Copépodes Modifier

Les copépodes sont un groupe de minuscules crustacés trouvés dans la mer et les lacs. De nombreuses espèces sont planctoniques (dérivant dans les eaux marines) et d'autres sont benthiques (vivant au fond de l'océan). Les copépodes mesurent généralement de 1 à 2 millimètres (0,04 à 0,08 po) de long, avec un corps en forme de larme et de grandes antennes. Bien que, comme les autres crustacés, ils aient un exosquelette blindé, ils sont si petits que chez la plupart des espèces, cette fine armure, et tout le corps, est presque totalement transparent. Les copépodes ont un œil unique composé et médian, généralement rouge vif, au centre de la tête transparente.

Les copépodes pullulent également. Par exemple, des essaims monospécifiques ont été régulièrement observés autour des récifs coralliens et des herbiers marins, et dans les lacs. Les densités d'essaims étaient d'environ un million de copépodes par mètre cube. Les essaims typiques mesuraient un ou deux mètres de diamètre, mais certains dépassaient 30 mètres cubes. Les copépodes ont besoin d'un contact visuel pour rester ensemble et se dispersent la nuit. [120]

Le printemps produit des floraisons de phytoplancton en essaim qui fournissent de la nourriture aux copépodes. Les copépodes planctoniques sont généralement les membres dominants du zooplancton et sont à leur tour des organismes alimentaires majeurs pour de nombreux autres animaux marins. En particulier, les copépodes sont la proie des poissons fourrages et des méduses, qui peuvent tous deux se rassembler en de vastes essaims de plusieurs millions de personnes. Certains copépodes ont des réponses de fuite extrêmement rapides lorsqu'un prédateur est détecté et peuvent sauter à grande vitesse sur quelques millimètres (voir l'image animée ci-dessous).

Photo : Banc de béliers harengs se nourrissant d'un essaim de copépodes.

Animation montrant comment la chasse aux harengs de manière synchronisée peut capturer le copépode très alerte et évasif (cliquez pour voir).

Des essaims de méduses se nourrissent également de copépodes

Les copépodes planctoniques sont importants pour le cycle du carbone. Certains scientifiques disent qu'ils forment la plus grande biomasse animale sur terre. [121] Ils rivalisent pour ce titre avec le krill antarctique. Cependant, en raison de leur plus petite taille et de leurs taux de croissance relativement plus rapides, et parce qu'ils sont répartis de manière plus uniforme dans un plus grand nombre d'océans du monde, les copépodes contribuent presque certainement beaucoup plus à la productivité secondaire des océans du monde et au puits de carbone océanique mondial que krill, et peut-être plus que tous les autres groupes d'organismes ensemble. Les couches superficielles des océans sont actuellement considérées comme le plus grand puits de carbone au monde, absorbant environ 2 milliards de tonnes de carbone par an, l'équivalent peut-être d'un tiers des émissions de carbone humaines, réduisant ainsi leur impact. De nombreux copépodes planctoniques se nourrissent près de la surface la nuit, puis s'enfoncent dans des eaux plus profondes pendant la journée pour éviter les prédateurs visuels. Leurs exosquelettes mués, leurs boulettes fécales et leur respiration en profondeur amènent du carbone dans les grands fonds.

Fleurs d'algues Modifier

De nombreux organismes unicellulaires appelés phytoplancton vivent dans les océans et les lacs. Lorsque certaines conditions sont présentes, telles que des niveaux élevés de nutriments ou de lumière, ces organismes se reproduisent de manière explosive. L'essaim dense de phytoplancton qui en résulte est appelé prolifération d'algues. Les fleurs peuvent couvrir des centaines de kilomètres carrés et sont facilement visibles sur les images satellites. Le phytoplancton individuel vit rarement plus de quelques jours, mais les efflorescences peuvent durer des semaines. [122] [123]

Plantes Modifier

Les scientifiques attribuent le comportement des essaims aux plantes depuis des centaines d'années. Dans son livre 1800, Phytologia : ou, La philosophie de l'agriculture et du jardinage, Erasmus Darwin a écrit que la croissance des plantes ressemblait à des essaims observés ailleurs dans la nature. [124] Alors qu'il faisait référence à des observations plus larges de la morphologie des plantes et qu'il se concentrait à la fois sur le comportement des racines et des pousses, des recherches récentes ont soutenu cette affirmation.

Les racines, en particulier, présentent un comportement d'essaim observable, se développant selon des schémas qui dépassent le seuil statistique de probabilité aléatoire, et indiquent la présence d'une communication entre les apex racinaires individuels. La fonction principale des racines des plantes est l'absorption des nutriments du sol, et c'est cet objectif qui détermine le comportement des essaims. Les plantes poussant à proximité ont adapté leur croissance pour assurer une disponibilité optimale des nutriments. Ceci est accompli en poussant dans une direction qui optimise la distance entre les racines voisines, augmentant ainsi leurs chances d'exploiter les réserves de nutriments inexploitées. L'action de ce comportement prend deux formes : la maximisation de la distance et la répulsion par les apex des racines voisines. [125] La zone de transition d'une pointe de racine est en grande partie responsable de la surveillance de la présence d'hormones transmises par le sol, signalant des modèles de croissance réactifs, le cas échéant. Les réponses des plantes sont souvent complexes, intégrant plusieurs entrées pour informer une réponse autonome. Les intrants supplémentaires qui informent la croissance des essaims comprennent la lumière et la gravité, qui sont également surveillées dans la zone de transition de l'apex d'une racine. [126] Ces forces agissent pour informer un nombre quelconque de racines "principales" en croissance, qui présentent leurs propres libérations indépendantes de produits chimiques inhibiteurs pour établir un espacement approprié, contribuant ainsi à un modèle de comportement en essaim. La croissance horizontale des racines, que ce soit en réponse à la teneur élevée en minéraux du sol ou en raison de la croissance des stolons, produit une croissance ramifiée qui s'établit pour former également leurs propres essaims de racines indépendants. [127]

Bactéries Modifier

L'essaimage décrit également des groupements de certains types de bactéries prédatrices telles que les myxobactéries. Les myxobactéries se regroupent en "meutes de loups", se déplaçant activement à l'aide d'un processus appelé glissement bactérien et se tenant ensemble à l'aide de signaux moléculaires intercellulaires. [56] [128]

Mammifères Modifier

  • Parrish JK, Edelstein-Keshet L (1999). "Complexité, modèle et compromis évolutifs dans l'agrégation animale" (PDF) . Science. 284 (5411) : 99-101. Code bibliographique : 1999Sci. 284. 99P. CiteSeerX10.1.1.560.5229 . doi:10.1126/science.284.5411.99. PMID10102827. Archivé de l'original (PDF) le 2011-07-20.

Un groupe de personnes peut également présenter un comportement d'essaim, comme des piétons [131] ou des soldats envahissant les parapets [ douteux - discuter ] . À Cologne, en Allemagne, deux biologistes de l'Université de Leeds ont démontré un comportement semblable à celui d'un troupeau chez l'homme. Le groupe de personnes présentait un comportement similaire à celui d'un troupeau, où si cinq pour cent du troupeau changeait de direction, les autres suivraient. Si une personne était désignée comme un prédateur et que tout le monde devait l'éviter, le troupeau se comportait beaucoup comme un banc de poissons. [132] [133] Comprendre comment les humains interagissent dans les foules est important si la gestion des foules doit effectivement éviter les victimes sur les terrains de football, les concerts de musique et les stations de métro. [134]

La modélisation mathématique du comportement de flocage est une technologie courante et a trouvé des utilisations dans l'animation. Les simulations de flocage ont été utilisées dans de nombreux films [135] pour générer des foules qui se déplacent de manière réaliste. de Tim Burton Le retour de Batman a été le premier film à utiliser la technologie des essaims pour le rendu, décrivant de manière réaliste les mouvements d'un groupe de chauves-souris à l'aide du système des boids. Le Seigneur des Anneaux La trilogie cinématographique a utilisé une technologie similaire, connue sous le nom de Massive, pendant les scènes de bataille. La technologie Swarm est particulièrement intéressante car elle est bon marché, robuste et simple.

Une simulation informatique basée sur les fourmis utilisant seulement six règles d'interaction a également été utilisée pour évaluer le comportement d'embarquement des avions. [136] Les compagnies aériennes ont également utilisé le routage basé sur les fourmis pour attribuer les arrivées d'avions aux portes d'aéroport. Un système aérien développé par Douglas A. Lawson utilise la théorie de l'essaim, ou l'intelligence de l'essaim, l'idée qu'une colonie de fourmis fonctionne mieux qu'une seule. Chaque pilote agit comme une fourmi à la recherche de la meilleure porte d'aéroport. "Le pilote apprend de son expérience ce qui est le mieux pour lui, et il s'avère que c'est la meilleure solution pour la compagnie aérienne", explique Lawson. De ce fait, la « colonie » de pilotes se rend toujours aux portes d'embarquement, ils peuvent arriver et repartir rapidement. Le programme peut même alerter un pilote des sauvegardes de l'avion avant qu'elles ne se produisent. "Nous pouvons anticiper que cela va se produire, nous aurons donc une porte disponible", a déclaré Lawson. [137]

Le comportement en essaim se produit également dans la dynamique du flux de trafic, comme la vague de trafic. Un trafic bidirectionnel peut être observé dans les pistes de fourmis. [138] [139] Ces dernières années, ce comportement a été étudié pour mieux comprendre les modèles de piétons et de trafic. [140] [141] Des simulations basées sur des modèles de piétons ont également été appliquées à des foules qui se bousculent à cause de la panique. [142]

Le comportement grégaire dans le marketing a été utilisé pour expliquer les dépendances du comportement mutuel des clients. L'économiste ont rapporté une récente conférence à Rome sur le thème de la simulation du comportement humain adaptatif. [143] Il partageait des mécanismes pour augmenter les achats impulsifs et amener les gens « à acheter plus en jouant sur l'instinct grégaire ». L'idée de base est que les gens achèteront plus de produits qui sont considérés comme populaires, et plusieurs mécanismes de rétroaction pour obtenir des informations sur la popularité des produits aux consommateurs sont mentionnés, y compris la technologie des cartes à puce et l'utilisation de la technologie des étiquettes d'identification par radiofréquence. Un modèle de « mouvements d'essaims » a été introduit par un chercheur du Florida Institute of Technology, qui est attrayant pour les supermarchés car il peut « augmenter les ventes sans qu'il soit nécessaire d'accorder des remises aux gens ».

  • Helbing D, Keltsch J, Molnar P (1997). "Modélisation de l'évolution des systèmes de sentiers humains". La nature. 388 (6637) : 47-50. arXiv : cond-mat/9805158 . Code Bib : 1997Natur.388. 47H. doi: 10.1038/40353. PMID9214501. S2CID4364517.
  • Helbing D, Farkas I, Vicsek T (2000). « Simuler les caractéristiques dynamiques de la panique d'évasion ». La nature. 407 (6803) : 487-490. arXiv : cond-mat/0009448 . Code Bib : 2000Natur.407..487H. doi: 10.1038/35035023. PMID11028994. S2CID310346.
  • Helbing D, Farkas IJ, Vicsek T (2000). « Congélation par chauffage dans un système mésoscopique entraîné ». Lettres d'examen physique. 84 (6) : 1240-1243. arXiv : cond-mat/9904326 . Code Bib : 2000PhRvL..84.1240H. doi: 10.1103/PhysRevLett.84.1240. PMID11017488. S2CID18649078.

L'application des principes de l'essaim aux robots est appelée robotique en essaim, tandis que l'intelligence en essaim fait référence à l'ensemble plus général d'algorithmes.

Vidéo externe
Un essaim de nano-quadrotors – Youtube [144]
Marche des robots microscopiques Vidéo Nature, Youtube

Partiellement inspirés par des colonies d'insectes telles que les fourmis et les abeilles, les chercheurs modélisent le comportement d'essaims de milliers de minuscules robots qui, ensemble, effectuent une tâche utile, comme trouver quelque chose de caché, nettoyer ou espionner. Chaque robot est assez simple, mais le comportement émergent de l'essaim est plus complexe. [1] L'ensemble des robots peut être considéré comme un seul système distribué, de la même manière qu'une colonie de fourmis peut être considérée comme un super-organisme, présentant une intelligence en essaim. Le plus grand essaim créé à ce jour est l'essaim de 1024 robots Kilobot. [145] D'autres grands essaims incluent l'essaim iRobot, le projet SRI International/ActivMedia Robotics Centibots, [146] et l'essaim Open-source Micro-robotic Project, qui sont utilisés pour rechercher des comportements collectifs. [147] [148] Les essaims sont également plus résistants à l'échec. Alors qu'un gros robot peut échouer et ruiner une mission, un essaim peut continuer même si plusieurs robots échouent. Cela pourrait les rendre attrayants pour les missions d'exploration spatiale, où l'échec est normalement extrêmement coûteux. [149] En plus des véhicules terrestres, la robotique en essaim comprend également la recherche d'essaims de robots aériens [144] [150] et d'équipes hétérogènes de véhicules terrestres et aériens. [151] [152]

L'essaimage militaire est un comportement où des unités d'action autonomes ou partiellement autonomes attaquent un ennemi dans plusieurs directions différentes, puis se regroupent. Pulsation, où les unités déplacent le point d'attaque, fait également partie de l'essaimage militaire. L'essaimage militaire implique l'utilisation d'une force décentralisée contre un adversaire, d'une manière qui met l'accent sur la mobilité, la communication, l'autonomie de l'unité et la coordination ou la synchronisation. [153] Historiquement, les forces militaires ont utilisé les principes de l'essaimage sans vraiment les examiner explicitement, mais maintenant la recherche active examine consciemment les doctrines militaires qui tirent des idées de l'essaimage.

Simplement parce que plusieurs unités convergent vers une cible, elles ne pullulent pas nécessairement. Les opérations de siège n'impliquent pas d'essaimage, car il n'y a pas de manœuvre il y a convergence mais sur la fortification assiégée. Les embuscades de la guérilla ne constituent pas non plus des essaims, car ce sont des « hit-and-run ». Même si l'embuscade peut avoir plusieurs points d'attaque contre l'ennemi, les guérilleros se retirent lorsqu'ils ont infligé des dégâts suffisants ou lorsqu'ils sont en danger.

En 2014, l'Office of Naval Research des États-Unis a publié une vidéo montrant des tests d'un essaim de petits bateaux d'attaque de drones autonomes capables de diriger et de mener des actions offensives coordonnées en tant que groupe. [154]

Les salpes disposées en chaînes forment d'énormes essaims. [155]

Les gens qui pullulent par une sortie ne se comportent pas toujours comme un fluide. [156] [157]


Apprendre le travail d'équipe avec les fourmis

Les fourmis sont les créatures les plus organisées et les plus intelligentes. Ils travaillent 24 heures sur 24 et la plupart du temps, ils travaillent en équipe. C'est la principale raison pour laquelle les fourmis réussissent tout en portant la charge de travail de quelque chose qui est dix fois plus lourd que leur poids individuel.

Ce n'est que grâce au travail d'équipe qu'une colonie de fourmis pourrait facilement soulever des objets bien supérieurs à leur poids collectif. Selon un recherche, un processus efficace au niveau du groupe peut résulter d'une brève amplification des connaissances individuelles. L'étude a également observé que lorsque les fourmis transportent collectivement une charge importante, cela nécessite un niveau élevé de coordination et quelqu'un au sein des fourmis agit en tant que leader dans un tel temps.

Afin d'assurer un travail d'équipe plus fluide, le degré élevé de conformité est une nécessité car il augmente l'efficacité de ces efforts. Nous pouvons expliquer la même chose avec un exemple de la façon dont un essaim de fourmis transporte « un cafard mort » d'un endroit à un autre parce que toutes les fourmis ont un but collectif et un objet bien spécifié.

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Les recherches ci-dessus ont également mis en lumière la force combinée des fourmis qui détermine la vitesse de leurs charges de travail. Chaque fourmi fait de son mieux pour porter une charge. Ce modèle d'Ising explique que porter des fourmis démontre une sorte de conformisme social permettant à une seule fourmi de mener la charge de manière optimale - tout comme ce qu'un chef fait en réalité.

Top 5 des leçons de travail d'équipe que vous apprenez des fourmis

  • Les fourmis ne craignent jamais la taille de leur charge de travail.
  • Le travail d'équipe est la raison du succès des fourmis.
  • Les fourmis sont des bourreaux de travail et travaillent 24 heures sur 24.
  • Les fourmis sont bien organisées. Ils savent comment poursuivre leurs objectifs.
  • Les fourmis sont prudentes et prévoyantes. Ils récupèrent leur nourriture à l'avance avant même la saison des pluies en vue.
  • Ils ne laissent pas leur travail inachevé. Une fois qu'une armée de fourmis s'engage dans une activité, elle la termine complètement.

L'expérience de recherche

Des aliments en forme d'anneau ont été placés à une distance de quelques mètres du nid de fourmis. En constatant qu'une nourriture était placée près d'eux, les fourmis ont commencé leur transport coopératif. Bientôt, ils ont entouré le même et chaque fourmi contribue à déplacer l'objet.

Avec plus de fourmis rejoignant l'expérience, les objets se déplaçaient plus rapidement. Lentement et lentement, les aliments ont été traînés près de leur nid. Finalement, les chercheurs ont découvert que c'était un travail d'équipe complet et le rôle responsable de chaque fourmi qui les aidait à déplacer l'objet près du nid de fourmis. Lorsqu'une fourmi individuelle se sentait fatiguée, une nouvelle fourmi a rejoint le travail pour la remplacer - tel est le niveau de coopération et de coordination mutuelle que vous trouvez chez les fourmis.

Parlant du travail d'équipe d'Ant, le professeur Nir Gov du département de physique chimique de l'Institut Weizmann a fait remarquer « Dans ce système, la sagesse ne vient pas des foules. Au contraire, certains individus fournissent le « cerveau » et le rôle du groupe est d'amplifier le pouvoir « musculaire » des individus avertis afin qu'ils puissent réellement déplacer la charge. » Pas de doute, nous avons beaucoup à apprendre des fourmis jour après jour !


'Le vortex des fourmis. est un moulin circulaire où un groupe de fourmis (parfois des centaines à des millions de fourmis) se sépare de l'essaim principal et finit par suivre l'odeur de l'autre en cercle. C'est ce qu'on appelle la spirale de la mort parce qu'ils continuent à tourner en rond jusqu'à ce qu'ils soient épuisés et meurent.

Je pense que cela s'appelle aussi un moulin à fourmis. J'ai trouvé ce lien Wikipedia à ce sujet.

Il mesurait 1200 pieds de circonférence et avait un temps de circuit de 2,5 heures par fourmi. Le moulin a persisté pendant deux jours, "avec un nombre toujours croissant de cadavres jonchant la route à mesure que l'épuisement faisait des ravages, mais finalement quelques ouvriers se sont éloignés du sentier, brisant ainsi le cycle, et le raid s'est dirigé vers la forêt."

Merde, j'adore voir une vidéo HD d'une fourmilière de 1200 pieds.

Eh bien, au moins maintenant, j'ai une explication pour les crop circles qui vont effrayer certains de mes amis les plus crédules

Quelle métaphore appropriée pour reddit.

D'accord, maintenant que tous les jeux de mots, la politique et les tarifs habituels de Reddit sont pris en charge, parlons science.

Les fourmis en général sont en quelque sorte incroyablement fascinantes pour moi. Je me demande si vous pourriez induire cela à dessein sur une lignée de fourmis ? Il y avait ce documentaire, "Lord of the Ants" où E.O. Wilson a en quelque sorte "dirigé" la lignée des fourmis en tamponnant les produits chimiques utilisés pour les traces d'odeur de fourmis sur un coton-tige et en traçant un chemin.

De plus, que se passerait-il si quelque chose était placé dans ce maelström d'insectes ? Les fourmis en consommeraient-elles et auraient-elles alors plus d'énergie pour entretenir leur tourbillon ? Si une fourmi peut soulever dix fois son propre poids corporel, combien cette spirale pourrait-elle (théoriquement) supporter ?

Je me demande ce qu'il faut pour que quelque chose comme ça se produise et à quel point c'est vraiment courant. Je pensais que seuls les éclaireurs de la colonie avaient tracé la piste olfactive, mais je me trompe peut-être complètement en pensant cela. Chaque fourmi laisse-t-elle sa propre trace d'odeur indiquant ainsi aux autres fourmis "C'est une piste très parcourue, il doit y avoir quelque chose d'important à la fin?"

J'ai fait un discours sur l'évolution des fourmis il y a quelques semaines.

Les différentes pistes chimiques qu'ils sécrètent signifient toutes quelque chose de différent, mais les pistes olfactives ordinaires menant vers la nourriture se renforcent au fur et à mesure qu'elles sont traversées. En 15 à 20 minutes, les produits chimiques disparaissent, donc si ce cercle se prolongeait aussi longtemps, tout espoir d'atteindre le nid disparaîtrait.

Je ne connais pas ce comportement particulier, mais je suis tout aussi fasciné par la façon dont quelque chose comme ça pourrait arriver et à quel point c'est courant. Les éclaireurs ne sont pas les seuls à tracer des pistes, non. Les soldats de certaines espèces peuvent en fait communiquer plus efficacement que les ouvriers. Les fourmis esclavagistes sont exclusivement des reines et des soldats sans ouvrières dans l'espèce. Ils peuvent communiquer sur de grandes distances (par rapport au monde des fourmis, bien sûr) pour coordonner un raid sur un nid "ennemi".

La spirale glisserait rapidement de dessous tout ce que vous placeriez dessus, la menant à une frénésie d'évasion, ce qui les obligerait à pulvériser des produits chimiques plus puissants, ce qui amènerait toutes les fourmis à se dissiper dans toutes les directions. Placer un aliment conduirait à la plupart du temps au même comportement car ils mangeaient suffisamment pour rapporter au nid, où ils pourraient transférer de la nourriture par trophallaxie aux pépiniéristes, mais quand ils ont réalisé qu'ils ne rentraient pas bientôt à la maison, ils font plutôt du bouche-à-bouche aux autres membres de la spirale jusqu'à ce que tous soient nourris, peu importe qui a mangé la nourriture à l'origine. Je pense que ce serait une excellente expérience de voir comment le comportement changerait si de la nourriture était introduite.


L'essaimage humain et l'avenir de l'intelligence collective

Tout remonte aux oiseaux et aux abeilles. Le poisson aussi. Même les moisissures visqueuses. Vraiment, cela va à toutes les créatures sociales qui amplifient leur intelligence collective en formant des systèmes synchrones en temps réel. Nous avons de nombreux noms pour ces assemblages naturels, y compris les troupeaux, les bancs, les bancs, les fleurs, les colonies, les troupeaux et les essaims. Peu importe comment nous les appelons, une chose est claire : des millions d'années d'évolution ont produit ces comportements hautement coordonnés en raison des avantages de survie qu'ils offrent à un grand nombre d'espèces. De cette façon, la nature avait démontré que les créatures sociales, en fonctionnant ensemble dans des systèmes en boucle fermée, peuvent surpasser la grande majorité des membres individuels lors de la résolution de problèmes et de la prise de décisions, améliorant ainsi la survie globale de leur population. 1,2

Pour plus de commodité, j'utilise le mot essaim se référer à des groupements cohérents de membres individuels, tous travaillant ensemble comme un système dynamique unifié, leur comportement collectif étroitement coordonné par des boucles de rétroaction en temps réel. Contrairement aux groupes discordants (c'est-à-dire les foules), les essaims se comportent comme des entités uniques, fonctionnant comme une unité cohérente qui affiche une intelligence émergente, voire une personnalité émergente. Avec cette définition en tête, la grande question qui a propulsé mes explorations au cours des dernières années est simplement celle-ci : Les humains peuvent-ils essaimer ?

Certes, les humains n'ontt faire évoluer la capacité d'essaimer, car nous manquons des connexions innées que d'autres espèces utilisent pour établir des boucles de rétroaction entre les membres individuels. Les fourmis utilisent des traces chimiques. Les poissons détectent les vibrations dans l'eau qui les entoure. Les abeilles utilisent des gestes à grande vitesse. Les oiseaux détectent les mouvements se propageant dans le troupeau. Quelle que soit la méthode utilisée pour établir la connectivité interstitielle, les essaims résultants possèdent des capacités en tant que groupe que les individus seuls ne peuvent pas égaler. Par exemple, le contrôle par rétroaction à grande vitesse parmi les oiseaux qui battent des ailes permet à des milliers d'étourneaux d'effectuer des virages en épingle à cheveux de précision dans des rafales de vent à 40 milles à l'heure. C'est tout simplement remarquable.

Mais qu'en est-il des humains ? Nous ne possédons pas la capacité naturelle de former des essaims en temps réel, mais pouvons-nous concevoir des technologies qui comblent les pièces manquantes, en utilisant des moyens artificiels pour former les connexions interstitielles critiques ? Et si c'est le cas, l'essaimage nous permettra-t-il aux humains d'atteindre les mêmes types de amplification de l'intelligence que d'autres espèces ont atteint via la synchronie ? Si nous considérons le saut d'intelligence entre une fourmi individuelle et une colonie complète de fourmis travaillant comme une seule, pouvons-nous nous attendre au même niveau d'amplification lorsque nous passons d'un seul être humain à un hyper-esprit qui émerge de l'essaimage humain en temps réel ?

J'ai fondé Unanimous AI avec ces questions en tête. Maintenant, 18 mois après le développement de la plate-forme, je me sens confiant pour répondre à quelques-unes des bases. Oui, les humains peuvent essaimer. Et oui, nouveau la technologie est la clé. Les humains ne peuvent pulluler que si nous développons des technologies qui comblent les pièces manquantes que l'évolution n'a pas encore fournies. Plus précisément, l'essaimage peut se produire parmi des groupes d'utilisateurs en ligne en Fermer la boucle autour de populations d'individus en réseau de telle sorte qu'ils se comportent comme un système synchrone en temps réel. C'est ce sur quoi nous avons travaillé à Unanime et les résultats sont très excitants.

Je dois souligner, jeje ne parle pas de simple crowdsourcing qui utilise des votes, des sondages ou des marchés pour agréger séquentiellement les contributions d'un grand nombre d'individus. Ces méthodes ont une grande valeur lorsqu'il s'agit de caractériser des populations, mais elles ne permettent pas à une population de s'exprimer comme une entité unifiée cohérente. Les sondages, les votes et les marchés révèlent les sentiments moyens au sein des groupes, identifiant les tendances centrales, mais ce n'est pas la même chose que de permettre à un groupe de penser comme un, les parties négocient en temps réel jusqu'à ce que le groupe converge vers des solutions optimisant l'accompagnement et la satisfaction.

Le fait est, les sondages se polarisent, mettre en évidence les différences entre les populations sans rien faire pour aider les groupes à trouver un terrain d'entente. Les essaims d'autre part, sont fédérateurs, permettant aux groupes de trouver des points communs entre eux et de converger vers des solutions qui optimisent l'accompagnement. Autrement dit, les sondages favorisent l'enracinement, séparant les groupes, tandis que les essaims favorisent la collaboration, rassemblant les groupes. Et c'est l'aspect « ensemble » des essaims qui permet à un groupe de libérer son intelligence collective émergente.

C'est pourquoi je pense que les outils en ligne pour les groupes ont besoin d'une refonte majeure, en passant des interrogations et des votes asynchrones à des systèmes synchrones en temps réel – essaims humains qui peuvent attaquer un problème ensemble. Je sais que cela ressemble à un saut dans la complexité technique, et c'est le cas, mais c'est aussi un retour à nos racines. Après tout, des millions d'années d'évolution suggèrent que les essaims sont mieux adaptés pour libérer l'intelligence de groupe.

Prendre en compte humble moule de slime - C'est un organisme unicellulaire qui se rassemble par millions pour former une super-cellule qui se comporte comme une seule entité unifiée. Et bien que chaque cellule individuelle soit très simple, l'essaim unifié peut nourrir avec succès les forêts pour la végétation en décomposition. En fait, des chercheurs de l'Université d'Hokkaido au Japon ont montré que les moisissures visqueuses étaient capables de naviguer dans des labyrinthes, trouvant le chemin le plus court et le plus efficace entre deux points de nourriture. 3,4 En d'autres termes, en tant qu'essaim unifié, ces cellules très simples affichent une intelligence collective qui dépasse n'importe lequel des individus. Cela nous ramène aux gens. Pouvons-nous voir des avantages similaires?

Cette question était purement théorique jusqu'à l'année dernière lorsque nous avons commencé à tester UNU, notre plate-forme en temps réel pour l'essaimage humain. En tant qu'environnement en ligne qui boucle la boucle autour des utilisateurs en réseau, UNU est le colle informatique qui permet aux gens de travailler ensemble en essaims qui peuvent répondre à des questions, prendre des décisions, générer des idées, voire exprimer des opinions. Et jusqu'à présent, les résultats ont été fascinants, suggérant que l'amélioration de l'intelligence par l'essaimage humain est une possibilité très réelle.

Lors de l'utilisation de la plate-forme UNU, des essaims d'utilisateurs en ligne peuvent répondre aux questions et prendre des décisions en déplaçant de manière collaborative une rondelle graphique pour sélectionner parmi un ensemble de réponses possibles. La rondelle est générée par un serveur central et modélisée comme un système physique réel avec une masse, un amortissement et un frottement définis. Chaque participant de l'essaim se connecte au serveur et reçoit un aimant graphique contrôlable qui permet à l'utilisateur d'appliquer librement des vecteurs de force sur la rondelle en temps réel (Fig. 1). La rondelle se déplace en réponse à l'influence de l'essaim, non pas en fonction de l'entrée d'un participant individuel, mais en fonction d'une boucle de rétroaction dynamique qui est fermée autour de tous les membres de l'essaim. De cette façon, le contrôle synchrone en temps réel est activé sur un essaim d'utilisateurs en réseau distribués.

Figure 1 : un essaim humain collabore en synchronie

Grâce au contrôle collaboratif du palet graphique, une négociation physique en temps réel émerge entre les membres du réseau. Cela se produit parce que tous les utilisateurs participants sont capables de pousser et de tirer sur la rondelle en même temps, explorant collectivement l'espace de décision et convergeant vers les réponses les plus agréables. Mais les réponses ont-elles de la valeur ?

Pour tester la valeur des essaims humains, les chercheurs d'Unanimous A.I. groupes enrôlés des utilisateurs novices et leur a demandé d'effectuer un certain nombre de tâches intellectuelles vérifiables. Par exemple, ces groupes ont été invités à faire des prédictions sur les vainqueurs des éliminatoires de la NFL, les Golden Globes, le Super Bowl, les Oscars 2015, la Coupe Stanley, les finales de la NBA et, plus récemment, la Coupe du monde féminine. Dans tous les cas, les prédictions faites par les essaims étaient plus précises que les prédictions faites par les individus qui composaient les essaims. En fait, les essaims ont toujours mieux performé que même les individus les plus qualifiés de chaque groupe. L'essaim a également dépassé le décompte des "votes" donné par les groupes, éclipsant les méthodes traditionnelles de caractérisation des populations. En bref, les premiers tests suggèrent que les essaims humains font plus que révéler la "sagesse de la foule" - ils peuvent débloquer l'intelligence collective des populations.

Par exemple, lors de la prédiction des Oscars 2015, nous avons demandé à 48 personnes de prédire les 15 meilleures catégories de prix. En utilisant les prédictions les plus populaires pour représenter « la sagesse de la foule », le groupe a collectivement réalisé 6 prédictions correctes pour les 15 meilleures catégories de prix (40 % de réussite). Il s'agissait de notre ensemble de données de base, le faible taux de réussite reflétant le fait que ce groupe d'utilisateurs n'avait aucune connaissance particulière des films. Pour tester l'essaimage, nous avons ensuite sélectionné un sous-groupe de la population complète et leur avons demandé de faire les mêmes prédictions, mais maintenant comme un essaim unifié. Le sous-groupe était composé d'interprètes typiques du sondage écrit, garantissant l'équité. Néanmoins, en travaillant en essaim unifié, le groupe a réalisé 11 prédictions correctes pour les 15 meilleures catégories de récompenses (73 % de réussite). Nous pensons qu'il s'agit d'un résultat très prometteur et qu'il témoigne du potentiel d'exploiter la sagesse des groupes sociaux grâce à l'essaimage en temps réel.

Vous trouverez ci-dessous une vidéo qui montre un essaim social en action. Il est composé de 52 personnes, mises en réseau dans le monde entier, travaillant ensemble comme un système dynamique synchrone. On leur a posé une question qui préoccupe beaucoup de gens aux États-Unis ces jours-ci, Qui sera le candidat républicain à la présidence ? Ce qui est intéressant à propos de questions politiques comme celle-ci, c'est qu'elles inspirent souvent des conflits et de l'indécision, et pourtant, lorsqu'elles travaillaient en essaim, ces 52 personnes ont fait une prédiction solide en seulement 22 secondes.

Tout comme les essaims biologiques, ces essaims artificiels ont la capacité de surpasser les individus qui le composent. Et c'est logique, car les bienfaits de l'essaimage sont aussi naturels que, eh bien… les oiseaux et les abeilles. Ce qui est encore plus excitant, c'est que l'intelligence en essaim offre à l'humanité un moyen de construire des intelligences améliorées sans nous remplacer par des bits et des octets. En fait, je considère l'essaimage humain comme un forme d'IA plus sûre., car il utilise la technologie pour produire de l'intelligence émergente, mais le fait tout en tenir les gens au courant, en veillant à ce que les sensibilités et les morales humaines fassent partie intégrante de ses processus de pensée.

En fait, je vois l'essaimage humain comme le premier humain dans la boucle approche de l'IA, car il combine les avantages de l'infrastructure informatique et de l'efficacité des logiciels, avec les valeurs uniques que les humains apportent en termes de créativité, d'empathie, de moralité et de justice. Et parce qu'une intelligence émergente basée sur un essaim est enracinée dans l'apport humain, l'intelligence qui en résulte, aussi intelligente soit-elle, est très susceptible d'être alignée sur l'humanité, non seulement en termes de valeurs et de morale, mais aussi de buts et d'objectifs. Nous ne pouvons pas dire cela d'une IA pure, qui pourrait facilement avoir des buts et des objectifs qui ne sont pas du tout alignés avec les nôtres. Et parce que nous ne pouvons pas empêcher les chercheurs de créer de l'IA pure. technologies qui peuvent rivaliser avec l'humanité, j'espère que l'essaimage humain nous offrira un moyen de garder une longueur d'avance sur les machines. Après tout, nous avons des milliards de cerveaux, et avec des outils comme UNU pour nous connecter en essaims, nous pourrons peut-être un jour renforcer nos capacités intellectuelles en tant que société.

Bien sûr, nous devons poser une autre question les gens voudront-ils essaimer? Après tout, ce n'est pas parce que l'essaimage offre des avantages intellectuels qu'un grand nombre de personnes voudront collaborer en essaims pour répondre aux questions et prendre des décisions. C'est avec cette incertitude à l'esprit que nous avons interrogé un grand nombre d'utilisateurs pour capturer leurs retours subjectifs après s'être engagés dans des expériences d'essaimage en temps réel.

Il s'avère que la plupart des gens qui essaient d'essaimer sont d'accord les essaims sont amusants. Dans une étude réalisée récemment à la California State University auprès de lycéens, 60% ont évalué l'expérience de l'essaimage comme "très amusante" sur une échelle subjective, sans qu'aucun utilisateur n'exprime de sentiments négatifs. Bien sûr, nous devons nous poser une question fondamentale - Pourquoi? En quoi le fait de travailler ensemble en essaims déclenche-t-il le sentiment de « fun » chez les utilisateurs ?

Encore une fois, tout remonte à l'évolution au moins, quec'est ma meilleure supposition. Lorsque les utilisateurs se rassemblent en essaims, ils s'engagent dans un activité synchrone qui les fait se sentir connectés aux autres en temps réel. Ils font partie de quelque chose de plus grand qu'eux-mêmes. Cette affinité pour la synchronie a des racines profondes dans le développement humain et a été citée comme la raison pour laquelle les gens sont intrinsèquement attirés par la musique et la danse, ainsi que par les sports d'équipe. Une étude récente à l'UCLA a montré que même le simple fait d'avoir des groupes marchant ensemble en rythme donne aux participants un plus grand sentiment de cohésion, de confiance dans le groupe et une capacité accrue de coordination. Ce n'est pas surprenant. De nombreuses études ont montré que les activités coordonnées renforcent la coopération et l'allégeance au sein des groupes. 5,6,7,8,9

La synchronisation donne aux gens un élan émotionnel et physiologique qu'ils jouent dans un groupe ou exécutent un double jeu. Des effets similaires sont observés dans tout le règne animal, en particulier chez les animaux sociaux comme les primates et les baleines, qui utilisent un comportement de groupe synchrone comme démonstration de force, de solidarité et de cohésion. 10,11,12 Et maintenant, avec l'essaimage de plates-formes comme UNU, les avantages de la synchronisation en temps réel sont intégrés aux environnements sociaux en ligne, connectant les gens du monde entier pour des expériences collaboratives naturellement satisfaisantes, unificatrices et amusantes.

Donc, si l'essaimage est à la fois productif et amusant, les utilisateurs afflueront vers des systèmes qui le permettent. L'essaimage humain passera d'une curiosité intellectuelle à un outil puissant qui libère l'intelligence de groupe dans une grande variété de domaines, d'applications et de paramètres.

Heureusement, les essaims grossissent rapidement. Pas plus tard que la semaine dernière, le plus grand essaim en temps réel a été formé par 88 utilisateurs enthousiastes, travaillant tous à l'unisson pour répondre à des dizaines de questions. Vous trouverez ci-dessous une rediffusion de cet essaim, prédisant les résultats au box-office avec rapidité et précision.

Dans l'ensemble, je suis plus excité que jamais par la promesse de l'essaimage humain. Je vois des outils comme UNU rassembler les gens de nouvelles façons amusantes, tout en augmentant l'intelligence humaine à de nouveaux niveaux. En regardant vers l'avenir, je vois l'essaimage comme offrant une grande valeur sur de nombreux fronts, de l'activation vraiment social formes de médias sociaux où le contenu n'est pas seulement partagé par des groupes mais créé par des groupes travaillant ensemble en tant qu'intelligence émergente, pour fournir à l'humanité une alternative plus humaine à l'IA traditionnelle, car l'essaimage construit de nouvelles intelligences tout en gardant les humains au courant. Tout revient au vieil adage, beaucoup d'esprits valent mieux qu'un. Je crois que c'est vrai, surtout si en mettant en commun nos ressources intellectuelles, nous, les humains, pouvons garder une longueur d'avance sur l'IA pure. alternatives.

SOURCES:

1. Deneubourg, J.L., Goss, S.Modèles collectifs et prise de décision. Éthologie, écologie, & Evolution 1: 295-311, 1989

2. Axelrod R, Hamilton WD (1981) L'évolution de la coopération. Sciences 211 : 1390-1396.

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6. Hagen EH, Bryant GA. La musique et la danse comme système de signalisation de coalition. Nature humaine, 14, 21-41. 2003.

7. Marsh KL, Richardson MJ, Schmidt RC. Lien social par l'action conjointe et la coordination interpersonnelle. Sujets Cog Sci. 1, 320-339. 2009

8. Wiltermuth SS, Heath C. 2009. Synchronie et coopération. Psychol. Sci. 20, 1-5.

9. Reddish P, Bulbulia J, Fischer R. 2013. La synchronie favorise-t-elle la pro-socialité générale ? Relig, Brain & Behav. 4, 3-19.

10. Le juge Cusick, Herzing DL. 2014. La dynamique de l'agression : Comment les facteurs individuels et de groupe affectent l'agression interspécifique à long terme entre deux espèces sympatriques de dauphins. Éthologie. 120 287-303.

11. Senigalia V, de Stephanis R, Verborgh P, Lusseau D. 2012. Le rôle de la nage synchronisée comme comportement d'affiliation et anti-prédation chez les globicéphales noirs. Comportez-vous. Processus. 91, 8-14.

12. Fedurek P, Machanda ZP, Schel AM, Slocombe KE. 2013. Chorus de pan hoot et liens sociaux chez les chimpanzés mâles. Anim. Comportez-vous. 86, 129-196.

A propos de l'auteur:

Louis Rosenberg, PhD a effectué ses travaux de doctorat à l'Université de Stanford en robotique, réalité virtuelle et interaction homme-machine. Pionnier dans le domaine de la réalité augmentée, il a développé le système Virtual Fixtures pour l'U.S. Air Force au début des années 1990. Il a ensuite fondé la société VR Immersion Corp (Nasdaq : IMMR). Actuellement, Rosenberg est le fondateur d'Unanimous A.I. où il poursuit ses travaux sur l'essaimage humain.


Psychologie Gonfler les étagères

Un VOYAGE au supermarché peut ne pas sembler être un exercice de guerre psychologique, mais il l'est. Les commerçants savent que remplir un magasin de l'arôme du pain fraîchement cuit donne faim aux gens et les persuade d'acheter plus de nourriture qu'ils ne l'avaient prévu. Stocker les produits les plus chers au niveau des yeux les fait vendre plus rapidement que des concurrents moins chers mais moins visibles. Maintenant, les chercheurs étudient comment «l'intelligence en essaim» (c'est-à-dire comment les fourmis, les abeilles ou tout animal social, y compris les humains, se comportent dans une foule) peut être utilisée pour influencer ce que les gens achètent.

Lors d'une récente conférence sur la simulation du comportement adaptatif à Rome, Zeeshan-ul-hassan Usmani, un informaticien du Florida Institute of Technology, a décrit une nouvelle façon d'augmenter les achats impulsifs en utilisant ce phénomène. Les supermarchés encouragent déjà les acheteurs à acheter des choses qu'ils ne savaient pas vouloir : par exemple, en plaçant des articles de tous les jours tels que du lait et des œufs à l'arrière du magasin, obligeant les acheteurs à passer devant d'autres produits tentants pour les atteindre. M. Usmani et Ronaldo Menezes, également du Florida Institute of Technology, ont entrepris de renforcer cette tendance à acheter plus en jouant sur l'instinct grégaire. L'idée est que, si un certain produit est considéré comme populaire, les acheteurs sont susceptibles de le choisir également. Le défi est de tenir les clients informés de ce que les autres achètent.

Entrez dans la technologie des chariots intelligents. Dans le supermarché de Mr Usmani, chaque produit a une étiquette d'identification par radiofréquence, une sorte de code-barres qui utilise des ondes radio pour transmettre des informations, et chaque chariot a un scanner qui lit ces informations et les transmet à un ordinateur central. Lorsqu'un client passe devant une étagère de produits, un écran sur l'étagère lui indique combien de personnes actuellement dans le magasin ont choisi ce produit particulier. Si le nombre est élevé, il est plus susceptible de le sélectionner également.

Le modèle de « mouvements en essaim » de M. Usmani attire les supermarchés car il augmente les ventes sans qu'il soit nécessaire d'accorder des remises aux gens. Et cela donne aux acheteurs la satisfaction de savoir qu'ils ont acheté le « bon » produit, c'est-à-dire celui que tout le monde a acheté. Le modèle n'a pas encore été largement testé dans le monde réel, principalement parce que la technologie d'identification par radiofréquence est nouvelle et n'a été installée qu'à titre expérimental dans certains supermarchés. Mais M. Usmani dit que Wal-Mart en Amérique et Tesco en Grande-Bretagne sont intéressés par son travail et que les tests commenceront au printemps.

Une autre étude récente sur le pouvoir d'influence sociale indique que les ventes pourraient, en effet, être stimulées de cette manière. Matthew Salganik de l'Université Columbia à New York et ses collègues ont décrit la création d'un marché artificiel de la musique dans lequel quelque 14 000 personnes ont téléchargé des chansons jusque-là inconnues. Les chercheurs ont découvert que lorsque les gens pouvaient voir les chansons classées en fonction du nombre de fois où elles avaient été téléchargées, ils suivaient la foule. Lorsque les chansons n'étaient pas classées par rang, mais que le nombre de fois où elles avaient été téléchargées était affiché, l'effet de l'influence sociale était toujours présent mais était moins prononcé. Les gens suivent donc le troupeau quand c'est facile pour eux de le faire.

Au Japon, une chaîne de magasins de proximité appelée RanKing RanQueen commande ses produits en fonction des données de vente des grands magasins et des sociétés de recherche. Les magasins ne vendent que les articles les plus populaires de chaque catégorie de produits et les classements sont mis à jour chaque semaine. Icosystem, une entreprise de Cambridge, dans le Massachusetts, vise également à exploiter les connaissances des réseaux sociaux pour améliorer les ventes.

Et la psychologie qui fonctionne dans les magasins physiques est tout aussi puissante sur Internet. Les détaillants en ligne tels qu'Amazon sont aptes à dire aux acheteurs quels produits sont populaires auprès des consommateurs partageant les mêmes idées. Même dans l'intimité de votre maison, vous pouvez toujours faire partie de l'essaim.

Cet article est paru dans la section Science et technologie de l'édition imprimée sous le titre "Swarming the étagères"


Pensées négatives automatiques : vous avez des fourmis dans le cerveau ?

Les chiffres diffusés par de nombreuses sources indiquent que les adultes ont entre 60 000 et 80 000 pensées par jour. La plupart sont répétitifs et beaucoup sont négatifs. Deux questions importantes appellent une réponse :

La réponse à la première vient d'une partie du cerveau connue sous le nom de claustrum. Elle est définie comme « une structure neuronale mince, irrégulière et en forme de feuille cachée sous la surface interne du néocortex ». Elle est liée à l'activation des pensées.

La réponse à la seconde est tout aussi compliquée. Au moment où j'écris cet article, mon esprit est inondé de multiples pensées qui détournent mon attention de la tâche à accomplir. J'ai longtemps cru que j'avais un TDAH non diagnostiqué. Tout au long d'une journée donnée, mes méandres mentaux me conduisent de ce qui est devant moi à des distractions telles que me demander comment je vais gérer les défis en attente, quels problèmes mes clients apporteront à nos sessions, des idées créatives m'invitant à agir sur eux à la question de savoir si je veux aller à la salle de sport pour transpirer ou me rendormir. Certains jours, j'ai l'impression de rassembler des chatons déterminés à sortir de la maison. Je l'attribue au processus de vieillissement par lequel les pensées fuient à travers les trous de mon cerveau en forme de tamis. Je dis que le disque dur est plein et que le problème n'est pas le stockage, mais la récupération. Je ris en réalisant que mon esprit ressemble beaucoup à l'ordinateur sur lequel je tape avec plusieurs onglets ouverts pendant mes recherches.

Dans la pratique bouddhiste, on l'appelle l'esprit de singe qui bavarde et saute d'arbre en arbre, comme c'est sa nature et qui est considéré comme « incertain, agité, capricieux, fantasque, fantasque, inconstant, confus, indécis, incontrôlable ». Je le compare au jeu pour enfants appelé Barrel of Monkeys. Ce récipient en plastique aux couleurs primaires rempli de petits simiens avec des queues et des bras incurvés met les joueurs au défi d'en ramasser autant que possible dans une chaîne sans les laisser tomber. La frustration est que parfois plus d'un singe monte à bord lorsqu'il tente d'en rassembler un à la fois. C'est souvent ainsi avec nos pensées. Combien réclament notre attention et comment les traiter correctement sans être inondés ?

Cela devient encore plus compliqué et intimidant lorsqu'il s'agit de ANT (Pensées Négatives Automatiques). Dr Daniel Amen qui est l'auteur de Changez votre cerveau, changez votre vie &ldquo a inventé ce terme au début des années 1990&rsquos après une dure journée au bureau, au cours de laquelle il a eu plusieurs séances très difficiles avec des patients suicidaires, des adolescents en ébullition, et un couple marié qui se détestait.

Lorsqu'il rentra chez lui ce soir-là, il trouva des milliers de fourmis dans sa cuisine. Alors qu'il commençait à les nettoyer, un acronyme s'est développé dans son esprit. Il pensait à ses patients de ce jour-là, tout comme à la cuisine infestée, le cerveau de ses patients était également infesté de UNE automatique N égatif T houghts (fourmis) qui les privaient de leur joie et leur volaient leur bonheur.»

Beaucoup de mes clients prétendent avoir des essaims de fourmis à traiter. L'anxiété est un fil conducteur pour eux, qui va des inquiétudes pour la santé à la tentative de naviguer dans les eaux de la relation, des préoccupations au travail à la détermination de la façon de traverser chaque jour avec un semblant de santé mentale intacte. Nous travaillons à travers eux en remettant en question la validité de leurs pensées. Souvent, ils se blâment pour ce qu'ils peuvent contrôler et se détournent parfois de la responsabilité de ce qu'ils auraient pu faire différemment. Incorporant la TCC (thérapie cognitivo-comportementale) et l'ACT (thérapie d'acceptation et d'engagement), ils deviennent aptes à mener les ANT à la porte.

Nous utilisons également un processus en quatre étapes qui est un outil portable précieux pour offrir une alternative.

  • Faits et que s'est-il réellement passé ?
  • Perception - comment ils le voient.
  • Jugement - ce qu'ils font que cela signifie.
  • Action pour les résoudre - étapes pour apporter un changement positif.

Souvent, les pensées se dissolvent et les fourmis se dispersent lorsque ces étapes sont appliquées.

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Le comportement de reproduction inhabituel des fourmis étranges surprend les scientifiques

COLUMBUS, Ohio &ndash Une population de fourmis génétiquement inhabituelle est en train de changer certaines des manières fondamentales dont les chercheurs envisagent les colonies d'insectes.

Les insectes sociaux, comme les fourmis et les abeilles, prospèrent grâce au système de castes et établissent une division précise des tâches entre les membres de la colonie. Dans la plupart de ces sociétés, on pense que l'environnement influence le développement des larves en reines ou en ouvrières stériles, a déclaré Steve Rissing, professeur d'évolution, d'écologie et de biologie des organismes à l'Ohio State University.

Mais dans une nouvelle étude, Rissing et ses collègues ont découvert des colonies génétiquement étranges de fourmis moissonneuses (Pogonomyrmex), qui ne semblent pas respecter les règles traditionnelles du développement des castes. Ils ont découvert que la génétique, et non l'environnement, détermine le destin d'une fourmi en développement et, par conséquent, le rôle qu'elle jouera dans la colonie.

Les chercheurs rapportent leurs découvertes dans le dernier numéro de la revue Current Biology. L'équipe était dirigée par Sara Helms Cahan, professeure adjointe de biologie à l'Université du Vermont.

Une colonie de fourmis typique comprend une reine et, dans le cas des fourmis moissonneuses, des centaines ou des milliers de travailleuses stériles (les fourmis ouvrières sont toujours des femelles et, à quelques exceptions près, stériles. Les fourmis soldats sont des versions plus grandes des ouvrières.) Au cours de sa vie , qui peut durer jusqu'à 20 ou 30 ans, une reine produit principalement des œufs d'ouvrières.

Les fourmis mâles, qui proviennent d'œufs non fécondés, n'ont généralement qu'un seul objectif : s'accoupler avec une reine. Les mâles sont généralement rares et une reine ne produit des œufs mâles que lorsqu'il est temps de créer plus de colonies. Ensuite, une reine produit des œufs qui donnent naissance à des mâles et à des reines (femelles reproductrices). Les mâles et les nouvelles reines sortent du nid, s'accouplent et les jeunes reines essaient d'établir une nouvelle colonie. Les mâles, dont la durée de vie est courte, meurent peu de temps après l'accouplement.

Le type de fourmis dans cette étude et les fourmis moissonneuses sont l'une des plus grandes sociétés d'insectes de l'ouest des États-Unis, avec des distances couvrant des centaines de kilomètres et des nids si grands qu'ils sont visibles depuis les avions.

"C'est la fourmi qui court vers l'ouest et elle est partout", a déclaré Rissing.

Les chercheurs avaient remarqué que dans certaines régions, principalement le sud-est de l'Arizona et du Nouveau-Mexique, certaines des fourmis moissonneuses mâles avaient une apparence différente. Ils ont donc collecté plusieurs dizaines de paires de reines et de mâles et ont ramené ces paires au laboratoire pour des tests génétiques, avec des résultats surprenants.

"L'ADN de certaines de ces fourmis était tout simplement étrange et nous ne nous attendions certainement pas à obtenir les résultats que nous avons obtenus", a déclaré Rissing. "Il semble que les reines de ces colonies s'accouplent avec des mâles de deux lignées génétiques différentes. Et lorsqu'une reine et un mâle de la même lignée s'accouplent généralement, cela produit généralement une femelle reproductrice et une autre reine. Mais quand une reine et un mâle de génétique différente lignées accouplées, cet appariement a massivement produit un travailleur stérile.

"Ce type de comportement reproductif est très différent de ce que nous nous attendons à voir dans les sociétés de fourmis", a-t-il poursuivi. "Nous nous attendrions à voir la même séquence d'ADN de toutes les fourmis dans une colonie donnée. Mais ce n'est pas ce qui s'est passé ici."

Peu importait que les expériences de laboratoire imitent la fondation d'une nouvelle colonie, qui dépend fortement des ouvrières et n'a besoin que d'une seule reine : lorsqu'une reine et un mâle de la même lignée s'accouplent, ils produisent des œufs qui donneront naissance à de nombreuses reines. Les résultats ont également montré que tous les œufs produits devenaient des ouvrières lorsqu'une reine s'accouplait avec un mâle de lignée alternée.

Les interprétations traditionnelles des colonies d'insectes sociaux dicteraient que le besoin de travailleurs influencerait le destin du rôle d'une fourmi, annulant ainsi toute prédisposition génétique, cette étude montre que ce n'est pas toujours le cas.

Ces fourmis moissonneuses avaient deux lignées génétiques différentes que les chercheurs ont appelées H1 et H2.

Chaque reine H1 et H2 a été appariée avec un mâle H1 ou H2. Dans la nature, les reines des fourmis s'accouplent pendant une seule période, mais s'accouplent avec de nombreux mâles pendant cette période (cela amène la reine à constituer une banque de sperme importante.) Les reines peuvent stocker du sperme et pondre des œufs pendant toute leur vie.

Toutes les reines de l'étude ont pondu environ 60 œufs fécondés, mais seulement 0,3 pour cent des œufs de la même lignée (reine H1 et mâle H2 reine et mâle) se sont développés jusqu'à l'âge adulte. La reine a élevé ces femelles reproductrices et les reines génétiquement elles-mêmes et en tant qu'ouvrières, bien que les chercheurs aient noté que ces fourmis avaient apparemment des difficultés à remplir leur rôle d'ouvrières.

"Les fourmis de la même lignée qui ont atteint l'âge adulte ont presque complètement perdu leur capacité à devenir des ouvrières fonctionnelles", a déclaré Rissing.

En revanche, 87 pour cent des œufs de la lignée alternative sont devenus des travailleurs adultes réussis.

"Il est clair ce que la reine doit faire et elle doit s'accoupler avec plus d'un mâle", a déclaré Rissing.

Les chercheurs ont supposé que les reines des fourmis moissonneuses pouvaient probablement faire la différence entre les mâles avec lesquels elles se sont accouplées. Les chercheurs ont également noté que les mâles étaient de couleurs différentes, selon la lignée à laquelle ils appartenaient. Dans la nature, une reine peut utiliser cette information pour s'assurer qu'elle a suffisamment de sperme de mâles des deux lignées, ce qui assurerait le succès de la colonie.

Fait intéressant, les hommes ne peuvent apparemment pas faire la différence entre les femmes. (Rissing a déclaré que lui et ses collègues ne pouvaient faire la différence qu'avec l'aide de la technologie de laboratoire moléculaire moderne.)

"Si les mâles le pouvaient, cela pourrait signifier la fin d'une colonie, car les mâles peuvent préférer s'accoupler avec une reine de la même lignée", a déclaré Rissing. En théorie, une fourmi mâle veut que ses gènes survivent. Si son sperme féconde un ovule d'une reine avec une lignée différente, ses gènes mourront avec la travailleuse stérile qui est produite.

"Cette population de fourmis moissonneuses dépend de ce système à deux lignées pour survivre", a déclaré Rissing. « La caste des travailleurs hybrides est ce qui relie les deux populations basées sur le génome H1 et H2 autrement indépendantes. Jusqu'à présent, c'est une découverte assez inhabituelle. Mais à mesure que nous avons accès à de plus en plus d'outils qui nous aident à comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire. niveau, nous constaterons probablement que beaucoup d'insectes sociaux et d'autres animaux ne sont pas conformes à nos prédictions et attentes."

Rissing et Cahan ont mené cette étude avec Glennis Julian de l'Université de l'Arizona, et Tanja Schwander et Joel Parker, tous deux de l'Université de Lausanne en Suisse.

Ce travail a été financé par des subventions de la Fondation Durfee, de la Société suisse des naturalistes et du Fonds national suisse de la recherche scientifique.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université d'État de l'Ohio. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


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