Ces petits ouvriers mécaniques n'ont besoin ni de pilote ni de chef pour construire une structure complexe donnée. Mais comment font-ils ?
© Photo Eliza Grinnell / Université Harvard
Construire une structure aussi complexe qu'une cathédrale ou une pyramide égyptienne sans qu'un maître d'oeuvre donne une instruction aux ouvriers, et même sans que ces derniers communiquent entre eux, a, à première vue, tout d'une utopie. Pourtant, si l'usage n'est pas de règle dans les communautés humaines, les exemples dans le règne animal foisonnent. Chez les insectes sociaux, tels que les abeilles, les fourmis ou encore les termites, la reine ne donne jamais d'instruction aux ouvrières de la colonie, qui s'avèrent pourtant des championnes en matière de productivité. Partant de ce constat, une équipe pluridisciplinaire de chercheurs de l'école d'ingénierie de l'université de Harvard, aux États-Unis, est parvenue à mettre au point des robots constructeurs autonomes et redoutablement efficaces. Ils ont singé le comportement du termite...
Lorsque qu'une colonie de termites fabrique sa "ô combien" complexe termitière, ses membres utilisent une stratégie de communication indirecte baptisée stigmergie. C'est-à-dire que, pour savoir ce qu'ils ont faire, ils observent et analysent les changements de l'environnement opérés par les membres de leur tribu, et s'y adaptent. Par exemple, quand l'ouvrier termite confectionne sa boulette de terre, brique de construction élémentaire, il y incorpore des phéromones qui vont attirer les autres bâtisseurs de sorte que ceux-ci viendront naturellement y déposer leur propre boulette. Et, peu à peu, un édifice complexe va surgir sans même que les termites en aient "discuté" entre eux.
Intelligence collective
De la même façon, les robots "Termes" créés par l'équipe de Harvard, qui ont récemment fait la une du magazine Science, sont capables de bâtir des structures complexes en trois dimensions telles que des modèles réduits de château ou de pyramide, sans aucun pilotage centralisé. Ces robots miniatures, qui mesurent moins d'une vingtaine de centimètres, ont certes tous été programmés pour fabriquer le même édifice, mais chacun n'effectue que des tâches simples du type avancer, reculer, tourner à angle droit, éviter les collisions, grimper sur une brique, porter et déposer leur brique selon un plan établi et au regard du travail déjà effectué. Un comportement basique d'où émerge pourtant une sorte d'intelligence collective.
Ainsi, lorsqu'on leur demande de construire une réplique de la pyramide maya de Chichén Itzá, dont l'original se trouve au Mexique, ils commencent spontanément par bâtir une sorte d'escalier qui leur permet ensuite de mettre en place plus facilement le reste de la structure. Et si un quelconque obstacle conduit à modifier les plans, encore une fois, ils s'y adaptent.
Leur principal atout est qu'ils n'ont pas d'ordre à recevoir, ce qui signifie également qu'ils ne sont pas dépendants d'un système de communication pour fonctionner. Autrement dit, on pourrait très bien les déposer sur Mars et leur laisser bâtir une base sans avoir pratiquement à intervenir.