…forum des 100 : petit bestiaire de l’intelligence artificielle…

Sous des apparences peu accessibles au commun des mortels, la toile abrite un invraisemblable bestiaire, une sorte de zoo virtuel, un véritable champ de foire dont les geeks sont les dompteurs. Ils codent? je décode…

Nous sommes évidemment tous habitués depuis une trentaine d’années au moins à ces êtres familiers de l’informatique que sont les souris et les virus, l’une source de phobie si vous la rencontrez sur une étagère dans votre cuisine, mais que vous caresserez avec amour en rédigeant un message sur Tender (admirez au passage l’organe de cla souris filaire ci-contre qui évoque la sémantique de ses origines), l’autre creuset de maladies et d’infections que vous combattrez sans pitié aussi bien dans le réel que dans le virtuel.

Pour revenir à nos geeks, ils utilisent un vocabulaire abscons, un jargon incompréhensible. Lorsque vous dites “j’écris”,  ils disent “je code”. Annonçant ainsi la couleur, vous excluant d’emblée de leur cercle d’initiés pratiquant idiomes et dialectes impénétrables, où les gros mots comme “files”, XML, HTML, java”, se confrontent aux “directories” et autres “Error codes” ou “debugging”.

Le bal des serpents

Python et son logo
Guido van Blossum, inventeur de Python

Mais pourtant à l’occasion, quelques termes sembleront parfois familiers à votre ouie, tels que “je code en python“. Tiens! que viendrait donc faire un tel animal dans ce contexte? Que vous le prononciez “piton” à la française ou “pailleffonne” à l’américaine, vous aurez probablement en tête l’image d’un serpent, énorme, peut-être lové en cercles concentriques, vous jaugeant de son regard jaune et fixe, ou encore celle plus menaçante du boa du Petit Prince digérant un éléphant, généralement un animal plutôt inquiétant, voire repoussant ou phobique.

Il s’agit en fait de l’un de ces langages, le plus répandu des langages open source et le plus populaire dans le domaine de l’intelligence artificielle dont le logo ne laisse aucun doute sur son contenu sémantique, bien qu’il trouve son nom dans les sketches loufoques de la série ces Monty Python‘s Flying Circus dont s’est inspiré Guido van Rossum, l’inventeur du langage à la fin des années 80. Il sera ensuite décliné suivant les distributions en anaconda, conda ou encore mini-conda. Au gré de vos découvertes, vous rencontrez peut-être d’autres reptiles, comme le gecko-driver, la toile, ou web, ou encore des araignées  dont Spyder est l’un des grand-prêtres.

En amoureux(se) de la nature, vous ne manquerez pas la rencontre avec la famille des ours Pandas qui vous permettra de mettre en ordre et en valeur vos données.

Mais de loin ma préférée, c’est la tortue Turtle, l’animal fétiche qui permettra de dessiner tout ce qu’il vous plaira pour autant que vous sachiez lui sussurer dans l’oreille ce que vous souhaitez. A l’instar du Petit Prince je vais lui demander: “Turtle dessine-moi un rayon de cire d’abeilles” que je vous offre pour débuter l’année 2020 avec un clin d’oeil à votre intelligence naturelle.

 

 

Clicker pour voir la tortue
Cliquer sur l’image ci-dessus pour animer Turtle et dessiner les cellules hexagonales d’un rayon d’abeilles

 

Et si cela vous amuse, n’hésitez pas à télécharger le code, à modifier la couleur de la tortue, à la transformer en abeille ou en bourdon, a remplir les cellules de pollen et de miel. Le code est en open source, vous le trouvez ici : Python code allowing to draw hexagons using turtle (à peine 50 lignes codantes). De quoi s’occuper sans déprimer durant un long dimanche de pluie.

Parmi les outils incontournables on ne peut éviter de mentionner les notebooks, comme Jupyter (référence mythologique sans rapport avec un certain président français, mais dont le “y” nous renvoie à ce fameux reptile et aux comiques britanniques), mais aussi les plateformes de type Hadoop et surtout TheHive (la ruche) qui nous renvoie fort opportunément aux abeilles.

Pour revenir aux abeilles, l’intelligence artificielle est aussi à l’oeuvre dans divers projets déjà évoqués dans ce blog, à commencer par les ruches connectées, ou celui de l’apiculteur suédois Björn Lagerman qui propose un comptage des varroas sur des photos de rayons d’abeilles ou ceux plus futuristes de nos EPF récemment évoqués dans la NZZ. D’autres idées fleurissent un peu partout et les références aux abeilles sont omniprésentes.

 

Quand les abeilles dansent avec les robots

C’est sous ce titre, que Kurt de Swaaf dans un article de la Neue Zürcher Zeitung du 03.01.2020 nous invite à entrer dans un bal des abeilles d’un genre nouveau . En voici une traduction pour les lecteurs francophones.

“Nous sommes en 2032, c’est le mois de juin, le printemps a été une fois de plus beaucoup trop sec. L’ouvrière n° 32-4157 commence sa journée. L’abeille rampe jusqu’au centre de la ruche où ses sœurs attendent déjà des instructions. Dehors, souffle un vent chaud. Le champ de colza voisin est depuis longtemps défleuri, mais sur la zone de compensation, quelques centaines de mètres plus loin, la luzerne est en fleurs. Mais il y a là-bas danger d’empoisonnement : le champ voisin a été pulvérisé avec des insecticides hier. Heureusement, des explorateurs bien informés le savent.

Des mini-robots placés parmi les abeilles exécutent une danse mécanique. Le message codé qu’ils transmettent est clair : aujourd’hui elles iront aux châtaigniers, direction nord-nord-ouest, distance 1800 mètres. Pour Thomas Schmickl, cette vision n’est pas de la science-fiction, mais un objectif de recherche. Le biologiste dirige le “Laboratoire de vie artificielle” de l’Université de Graz et observe avec inquiétude l’état du monde. Le changement climatique et la disparition des espèces constituent une menace énorme, prévient le scientifique.

“La mortalité des abeilles n’est que la partie visible de l’iceberg.” La disparition de plus en plus d’espèces animales et végétales pourrait déclencher un énorme effet de cascade. Des écosystèmes entiers deviendraient de plus en plus instables, au point de s’effondrer complètement. Schmickl veut aider à désamorcer la crise – d’une manière très peu conventionnelle. L’idée est d’intégrer des créatures artificielles, c’est-à-dire des robots, dans les populations animales afin de les influencer positivement.

Les organismes profitent avant tout d’un nouveau flux d’informations, dit Schmickl. “Un robot n’a aucun problème pour chercher quelque chose sur Wikipédia.” L’appareil peut alors transférer des connaissances vitales à ses ” congénères ” vivants grâce à un contrôle comportemental ciblé. Par exemple, envers la travailleuse no 32-4157 et ses soeurs.

L’équipe de l’Université de Graz n’est pas seule. Schmickl et son équipe se sont associés à des groupes d’autres universités européennes et ont, entre autres, fondé le projet ” Hiveopolis “. L’EPFL à Lausanne joue un rôle de premier plan dans ce consortium. L’objectif est de créer la ruche du futur, armée contre les dangers d’un environnement de plus en plus dégradé par l’activité humaine. Hiveopolis veut réinventer la ruche classique: “qui s’adapterait naturellement à l’abeille”, souligne Schmickl.

Un champignon pour doublure isolante Dans les ruches actuelles, par exemple, les animaux souffrent souvent d’un manque de ventilation pendant les étés chauds. Les chercheurs tentent de résoudre ce problème en utilisant une conception novatrice et une combinaison de matériaux entièrement nouvelle. Tout d’abord, une sciure est modélisée en une structure de base à l’aide d’une imprimante 3D. Ensuite, des spores de champignons y sont ajoutés et commencent leur travail.

Le mycélium du champignon en croissance tapisse la ruche et remplace ainsi l’isolation en polystyrène utilisée jusqu’alors, par un matériau respirant et biodégradable. Hiveopolis reprend une tendance existante. Les ingénieurs adoptent de plus en plus des approches inspirées de la biologie, rapporte Francesco Mondada, collègue de Schmickl et expert en robotique à l’EPF de Lausanne. La plupart du temps, cependant, ils ne s’intéressent qu’à certains détails et non à l’organisme en tant que tel. “Dans ce projet, cependant, nous sommes obligés d’interagir avec l’ensemble du système”, dit Mondada. “On apprend beaucoup de choses ainsi.” L’échange entre les biologistes et les ingénieurs est particulièrement fécond.

Retour à Hiveopolis. Afin de développer une ruche cyborg fonctionnelle, il est nécessaire d’avoir une connaissance approfondie du mode de vie et de communication des insectes. La danse des abeilles, que les robots mentionnés ci-dessus devraient maîtriser, est en effet décrite en détail. Mais on ne sait pas très bien comment les ouvrières à l’obscurité de la ruche absorbent et se transmettent l’information. Cela se fait probablement par le toucher ou des vibrations, dit Schmickl. Le fait de résoudre cette question serait une percée scientifique.

L’idée est d’intégrer des créatures artificielles, c’est-à-dire des robots, dans les populations animales afin de les influencer positivement.

Hiveopolis n’est donc pas seulement orienté vers la pratique, le consortium mène également des recherches fondamentales. Des robots de danse sont en cours de développement, et des experts de la Freie Universität Berlin ont testé avec succès un prototype. Une nouvelle version avec une électronique complètement intégrée est en cours de construction. “Plutôt unique”, s’enthousiasme Schmickl. A l’avenir, les appareils ne recevront pas seulement des informations externes via des connexions sans fil,  mais pourront aussi détecter et interpréter le comportement des abeilles. Cela permettrait de créer un système de rétroaction directe.

Des abeilles, des robots et des poissons communiquent entre eux de Zürich à Lausanne

Entre-temps, les experts ont même réussi à établir un lien technologique entre les abeilles et une autre espèce dans un tout autre habitat – le poisson zèbre (Danio rerio). Ces derniers servent d’organismes modèles et sont l’objet de recherches approfondies dans de nombreux laboratoires. L’équipe de Schmickl a rassemblé plusieurs jeunes abeilles dans une arène avec deux robots miniatures, tandis qu’à Lausanne, des collègues de l’EPF Lausanne ont présenté un petit essaim de poissons-zèbres dans un bassin en forme d’anneau à un congénère artificiel. Les groupes étaient connectés en ligne. Les robots abeilles ont temporairement dégagé de la chaleur, ce qui a attiré les jeunes ouvrières.

Si suffisamment d’abeilles s’étaient rassemblées autour d’un des leurres, l’appareil le détectait par des capteurs et envoyait un signal à Lausanne. C’est alors qu’un poisson artificiel a commencé à nager, dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse. Le poisson-zèbre a suivi. La transmission du comportement – au début sans aucune application pratique – a également fonctionné dans le sens inverse, comme le décrivent les chercheurs dans la revue “Science Robotics”.

Schmickl espère que de telles astuces pourront être utilisées pour recâbler et même réparer les écosystèmes perturbés. Mondada, par contre, imagine plutôt des possibilités d’acquisition de connaissances scientifiques. Cette technologie pourrait permettre un meilleur échange avec le monde biologique, également en ce qui concerne ses besoins et ses exigences. Et beaucoup aurait déjà été gagné.”

Kurt de Swaaf,  Neue Zürcher Zeitung, 03.01.2020