Mouvements collectifs dans les groupes animaux : quand un banc de poissons est confronté à l’IA, la réalité virtuelle, des robots et des drones

Session 3 : L’intelligence animale
Modération : Nalini Anantharaman (Collège de France)

Résumé

Cette conférence montrera d’abord comment les travaux menés conjointement par des biologistes du comportement et des physiciens permettent de quantifier les interactions sociales (attraction, répulsion et alignement) entre poissons. Ces interactions sont ensuite intégrées dans des modèles comportementaux capables de reproduire fidèlement les différents états collectifs observés dans la nature : bancs désordonnés, bancs alignés, formations en vortex…

Seront ensuite présentées des expériences dans lesquelles des poissons réels interagissent avec un poisson-robot ou avec des poissons virtuels pilotés par ces modèles mathématiques ou d’intelligence artificielle. Ces plateformes robotiques et de réalité virtuelle permettent de mesurer comment un poisson ou un banc réagit à des perturbations contrôlées introduites par ces partenaires artificiels, affinant ainsi notre compréhension des mécanismes qui régissent le comportement collectif.

Enfin, la conférence illustrera comment les principes qui gouvernent les interactions sociales des bancs de poissons peuvent être transposés au contrôle du vol collectif d’essaims de drones autonomes.

Clément Sire

Clément Sire est physicien théoricien. Il a commencé sa carrière dans l’étude des propriétés électroniques de la matière condensée, en travaillant notamment sur les quasicristaux, le magnétisme quantique et la supraconductivité à haute température. Il s’est ensuite tourné vers la physique statistique des systèmes hors d’équilibre : processus stochastiques, séparation de phases, dynamique des mousses, systèmes retournant à l’équilibre, physique de la société et biologie comportementale.

Depuis 2013, il se consacre presque exclusivement à l’étude des phénomènes collectifs (mouvements, prise de décision, organisation, collaboration…) dans les groupes animaux et humains, en étroite collaboration avec l’éthologue Guy Theraulaz à Toulouse. Ensemble, ils conçoivent des expériences sur les poissons et les humains afin d’étudier les interactions sociales à l’origine de leurs comportements collectifs. 

L’originalité de leur approche réside dans le développement de méthodes permettant de mesurer quantitativement ces interactions sociales au sein des groupes animaux. Ces interactions sont alors intégrées dans des modèles comportementaux inspirés de la physique statistique et capables de reproduire et de prédire les dynamiques collectives observées.