Des robots avec des génomes évolutifs

L'étude a été financée par l'UE au titre du projet ECAgents (Agents personnifiés et communicants - Embodied and Communicating Agents), dont l'objectif est de développer une nouvelle génération de robots pouvant interagir entre eux et sur l'environnement sans intervention humaine. L'étude est publiée en ligne par le journal Current Biology.

Les chercheurs ont élaboré des robots virtuels dont les actions et les processeurs d'information sensorielle étaient encodés dans des génomesgénomes artificiels sujets à la mutation et la recombinaisonrecombinaison, créant ainsi la sorte de variation génétiquegénétique résultant de la reproduction sexuelle.

Ils ont ensuite observé 100 colonies composées de 10 robots sur 500 générations, et ont suivi leur comportement et leurs performances. Dans toutes les colonies, l'environnement virtuel des robots contenait des sources de nourriture et des poisons. Les robots pouvaient communiquer par l'émissionémission d'une lumière bleuelumière bleue. En théorie, la recherche de nourriture serait plus efficace si les robots se transmettaient les informations concernant l'emplacement de la nourriture et du poison entre eux.

Les chercheurs ont élaboré des situations de parenté de niveaux élevés et bas, ainsi qu'une sélection au niveau individuel ou de la colonie, afin d'étudier les effets de la parenté et du niveau de sélection sur les résultats des colonies.

Les chercheurs ont trouvé que la communication évolue rapidement dans les colonies dans lesquelles les robots sont apparentés d'un point de vue génétique, ou lorsque les pressionspressions évolutionnistes fonctionnent principalement au niveau du groupe. Les colonies faiblement apparentées et à forte pression de sélection au niveau individuel sont les seules dans lesquelles la communication n'a pas aidé à une recherche plus efficace. Dans certaines de ces colonies, des signalements trompeurs sont apparus, entraînant une nouvelle diminution de la performance globale de la colonie.

Chose intéressante, deux stratégies de communication différentes sont apparues dans les colonies de robots fortement apparentés dont la sélection s'opère au niveau de la colonie. Certaines colonies évoluent dans un système de production de signaux en présence de nourriture, et d'autres évoluent dans un système de signalement de la présence de poison. Dans chacun des cas, la réaction des robots face à la lumière a reflété le système dominant : les robots faisant partie des colonies signalant la présence de nourriture sont attirés par la lumière tandis que cette dernière repousse les robots faisant partie des colonies signalant la présence de poison.

L'étude a révélé qu'une fois ces systèmes adoptés, les robots changeaient difficilement de système. « Ceci parce qu'un changement dans la stratégie de signalement ou de réponse détruirait totalement le système de communication et résulterait en une diminution des performances », écrivent les chercheurs.

Après avoir établi les réactions des colonies de robots dans le monde virtuel, les chercheurs ont transféré le programme avec succès sur de vrais robots.

« Cette étude prouve que les formes sophistiquées de communication, comprenant la communication coopérative et le signalement trompeur, peuvent évoluer dans des groupes de robots par de simples réseaux neuronaux », écrivent les chercheurs.

« Nos expériences montrent que les principes évolutionnistes qui dirigent l'évolution de la vie sociale fonctionnent également dans des groupes d'agents artificiels sujets à une sélection artificiellesélection artificielle, ce qui prouve que le transfert de connaissance de la biologie de l'évolution peut être utile pour la conception de groupes efficaces de robots coopératifs », ont-ils conclu.