Page 1 sur 2

Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Ven 31 Juil 2015 22:28
par bux
Bonjour !

Je travaille depuis quelques années sur un projet de colonie de fourmis virtuelles (1). Le projet à pour but d'aller le plus loin possible dans la représentation virtuelle des mécanismes de base que l'on peut observer dans une colonie de fourmis.

Vous pouvez trouver une présentation plus complète du projet par ici: http://blog.bux.fr/intelligine-simulateur-dintelligence-collective/
Image
Image
Image


Le sujet n'est pas nouveau, de nombreux projets similaires existent. Cependant, un des objectifs du projet intelligine est de rassembler dans la même simulation ce que de nombreux projets ont virtualisés indépendamment. Je vois d'ailleurs que je ne suis pas le premier à venir vous présenter un projet de simulateur de colonie de fourmis. Je vais regarder ce projet attentivement, peut-être que l'on pourra faire quelques choses ensemble !

Le projet cherche à mettre en œuvre un système de synergie. A aucun moment les algorithmes ne calculent la décision d'un individu à l'aide de données différentes que celles que l'individu lui-même ne pourrait connaître.

De manière synthétique, les objectifs sont de représenter les éléments suivants :
    - Individus : représenter des individus indépendants.
    - Interactions : représenter des interactions entre les individus et entre un individu et l'environnement.
    - L'environnement : dans lequel évoluent les individus (physique, stigmergie, etc).

Actuellement le projet permet de représenter les choses suivantes :
    - Les individus : Chaque individus est représenté comme une entité. Chaque individu est représenté par des données et se comporte en fonction d'algorithmes choisis.
    - Déplacements : Exploration au hasard ou suivis de phéromones indiquant une ressource. Retour vers la colonie avec une résolution de vecteur (2). Contournement d'obstacle avec un algorithme écrit par mes soins (3)
    - Les interactions entre les individus et l'environnement : Transport d’œuf, attaque d'une fourmis d'une autre colonie, transport de nourriture.
    - L'environnement : Surface en deux dimensions sur laquelle les individus et objets (obstacle non pénétrable, nourriture, etc) sont positionnées.
    - Odeurs/Phéromones : Les fourmis laissent une trace de phéromones lorsque elle ramène une ressource à la colonie. La nourriture stocké et les œufs dégages une odeur qui sert de repère à l'intérieur de la colonie.

Quelque-uns des fonctionnements déjà codés mériteraient d'être validé ou invalidés par des connaisseurs et les développement futurs font remonter également quelques questions... Aussi, j'aurais de simple interrogations auxquels vous pourrez peut-être me donner quelques éléments de réponse ?

Retour vers la colonie (résolution de vecteurs), précisions sur le contournement d'obstacle ?

Je manque de données sur la méthode de contournement d'obstacle des fourmis. J'ai conçu une première version d'algorithme (3) permettant de contourner un obstacle sur le vecteur indiquant la colonie. Cependant je l'es conçu de toute pièce sans pouvoir me baser sur des études ayant observé ce point précis.

Diversité génétique au sein de la colonie ?

Une étude de 2007 (4) met en évidence l'augmentation de performance des colonies d'abeilles grâce a la variété génétique issues d'une pluralité (environ 15) de « pères ». Les abeilles d'une colonie sont donc répartis en environ 15 groupes génétiques différents. Ce qui fait d'avantage varier la « personnalité » de chaque individus.

Retrouve t-on ce processus chez des fourmis ?

Facteurs de régulation de la population d'une colonie

Je m’interroge sur les facteurs qui régules la population d'une colonie. Outre les pénuries qui de facto réduises le nombre d'individus par une mort prématuré, quels facteurs pourrait influencer le nombre d’œufs pondu (si c'est le cas) par exemple ?

Expérience des individus

Une étude mené en 2007 (5) me en évidence le rôle de l'expérience dans le choix du métier pratiqué par un individu (recherche de nourriture, s'occuper des œufs, etc).

Je suis preneur d'information ou de documentation francophone à ce sujet !

Quelles informations contiennent les phéromones ?

Que savons nous sur les informations que transporte les phéromones ? Actuellement, dans intelligine une phéromone déposé lors du rapatriement d'une ressource contient :
    -De quoi l'identifier (route vers ressource)
    -La distance depuis l'objectif
La « distance depuis l'objectif » permet à la fourmi virtuelle de savoir quelle direction prendre à la rencontre de la phéromone en remontant la piste vers la phéromone du même type ayant un marqueur distance inférieur. Mais j'ai un doute sur la validité d'une telle propriété. J'ai hésité avec l'information « direction » vers l'objectif. Les deux me semblant réaliste selon les études au sujet de leur podomètre (6) et qu'elles connaisse leur direction grâce au soleil et aux objets (7)

1 : Inteligine, https://github.com/buxx/intelligine
2 : Path integration in desert ants, Cataglyphis fortis Martin Muller and Rudiger Wehner, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/article ... 3-0350.pdf
3 : AntStar, https://github.com/buxx/AntStar
4 : Heather R. Mattila, Thomas D. Seeley, Genetic Diversity in Honey Bee Colonies Enhances Productivity and Fitness, http://www.sciencemag.org/content/317/5836/362
5 : Fabien Ravary, Emmanuel Lecoutey, Gwenaël Kaminski, Nicolas Châline, and Pierre Jaisson. Current Biology, Individual Experience Alone Can Generate Lasting Division of Labor in Ants, 5 août 2007, http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1161.htm
6 : Ants use pedometers to find home, https://www.newscientist.com/article/dn ... find-home/
7 : Path integration in desert ants, Cataglyphis fortis, http://www.pnas.org/content/85/14/5287.short

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Ven 31 Juil 2015 23:04
par Calvin
Le site est très intéressant.
Les programmes sont sympa.

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Ven 31 Juil 2015 23:05
par Islamber
Intéressant, dommage je suis jeune et je n'y connais rien. Je vais suivre le projet. Pour tes questions :

- Au début la reine ne pond pas beaucoup à cause de ses réserves. Ensuite quand la colonie est mature les vieilles ouvrières meurent et ainsi malgré un couvain important la population se régule j'imagine. Ou alors le nombre augmente jusqu'à ce que la gyne meurt. Et pour les phéromones je ne sais pas.

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 00:01
par Solis57
Intéressant ! :slap: Mais je ne peux pas t'aider, je n'y connais rien non plus. :lol2:

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 00:03
par Darkyanden
Franchement si ce projet voit le jour, tu seras mon dieu vivant ! XD
Je vais suivre avec grand intérêt ! Bon courage ! :)

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 00:07
par phyllie 44
Bon courage ! :slap:

Pour le sujet de SimuAnt (viewtopic.php?t=18405) Thedahu n'a plus le temps de le faire, il a dit qu'il était prêt à passer ses travaux à qui veut le faire, de ce que j'ai compris... *good*

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 00:31
par Lola
Je me rappelle de modélisations sur les abeilles (proches parentes des fourmis).

Il y avait une simulation toute simple avec des schèmes très basiques, comme rapprocher les éléments entre eux...
Certes à moduler avec des données plus complexes comme les danses d'indication de source de nourriture par exemple...
Mais avec ces quelques schèmes, ils arrivaient au même résultat que des algorithmes bien plus travaillés, ils expliquaient même l'hexagonalité des cellules de la ruche.

Du peu que je me souvienne, la prise en compte de l'ensemble de la population ne semblait pas pertinente et il leur avait suffit de prendre les interactions immédiates Individu-Individu et Individu-Environnement.

Bref, je ne sais pas trop ce qui est transposable aux fourmis.
Et puis, l'intelligence est somme toute, assez relative, surtout à cette heure.
Mais je te souhaite bien du courage et une belle réussite !

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 02:19
par abisatis35
Facteurs de régulation de la population d'une colonie

Je m’interroge sur les facteurs qui régules la population d'une colonie. Outre les pénuries qui de facto réduises le nombre d'individus par une mort prématuré, quels facteurs pourrait influencer le nombre d’œufs pondu (si c'est le cas) par exemple ?

Expérience des individus

Une étude mené en 2007 (5) me en évidence le rôle de l'expérience dans le choix du métier pratiqué par un individu (recherche de nourriture, s'occuper des œufs, etc).

Je suis preneur d'information ou de documentation francophone à ce sujet !



Alors je ne suis absolument pas certain de ce que j'avance mais ne serait-ce pas que au bout d'un moment la gyne aura atteint sa cadence de ponte maximal ? Admettons qu'elle ponde 1000 oeufs par jour, environ 3 ans plus tard c'est 1000 ouvrières qui vont mourir. Et par conséquent la colonie ne grandit quasiment plus car il y a autant de nouvelles ouvrières que de mortes.

Et concernant le rôle de chaque ouvrières, en fait il change au cours de la vie de chaque fourmis. Quand elles sont jeunes elles demeurent à l'intérieur du nid à s'occuper de leur reine et du couvain. Tandis que les plus âgées, "les moins importantes", risquent leur vie dehors. Et les encore plus âgées s'occupent des déchets. ;)

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 12:24
par bux
Merci pour vos remarques.

- Au début la reine ne pond pas beaucoup à cause de ses réserves. Ensuite quand la colonie est mature les vieilles ouvrières meurent et ainsi malgré un couvain important la population se régule j'imagine. Ou alors le nombre augmente jusqu'à ce que la gyne meurt.


Alors je ne suis absolument pas certain de ce que j'avance mais ne serait-ce pas que au bout d'un moment la gyne aura atteint sa cadence de ponte maximal ? Admettons qu'elle ponde 1000 oeufs par jour, environ 3 ans plus tard c'est 1000 ouvrières qui vont mourir. Et par conséquent la colonie ne grandit quasiment plus car il y a autant de nouvelles ouvrières que de mortes.


@Islamber, @abisatis35: En fait je m'interroge sur la possibilité que le rythme de ponte s'adapte en fonction de l'environnement ou la santé de la colonie.
Mais comme tu le précise, ce n'es peut-être simplement qu'en fonction des réserves de la gyne. Si vous connaissez des articles/études sur le sujet je suis preneur.

-------------

Il y avait une une simulation toute simple avec des schèmes très basiques, comme rapprocher les éléments entre eux...
Certes à moduler avec des données plus complexes comme les danses d'indication de source de nourriture par exemple...
Mais avec ces quelques schèmes, ils arrivaient au même résultat que des algorithmes bien plus travaillés, ils expliquaient même l'hexagonalité des cellules de la ruche.

Du peu que je me souvienne, la prise en compte de l'ensemble de la population ne semblait pas pertinente et il leur avait suffit de prendre les interactions immédiates Individu-Individu et Individu-Environnement.


@Lola: Tu sais ou je pourrais trouver de plus amples information à ce propos ? Ça m'a l'air bien intéressant !

-------------

Et concernant le rôle de chaque ouvrières, en fait il change au cours de la vie de chaque fourmis. Quand elles sont jeunes elles demeurent à l'intérieur du nid à s'occuper de leur reine et du couvain. Tandis que les plus âgées, "les moins importantes", risquent leur vie dehors. Et les encore plus âgées s'occupent des déchets.


@abisatis35: Cela diffère t-il d'une espèce à l'autre ou retrouve t-on ce comportement chez la plupart des espèces ? L'étude à laquelle je fait référence semblant montrer que les échecs/réussites influent sur le choix du travail à effectuer:

Pendant toute une phase de fourragement, lorsque les ouvrières sortaient du nid, les chercheurs ont placé la moitié des individus (toujours les mêmes grâce au marquage) dans une aire contenant des proies, alors que l'autre moitié était placée dans une aire sans proie. Lors de la phase de fourragement suivante, soit un mois après ce travail « de fourmi », la première moitié du groupe s'était spécialisée dans la recherche de nourriture. Inversement, les fourmis qui auparavant n'avaient jamais rencontré de succès dans leur recherche de nourriture s'étaient, elles, orientées vers l'élevage des jeunes à l'intérieur du nid. Conclusion : l'expérience vécue peut orienter, à elle seule, l'individu vers une tâche sociale particulière.


Peut-on penser au modèle suivant ?

Une jeune fourmis, inexpérimenté, s'occupera des œufs. En vieillissant elle effectuera des tentative de sorties.
    * Plus ses sorties seront fructueuses, plus elle exercera ce métier jusqu'à ne faire que ça.
    * Si ses sorties restes non fructueuses, elle restera à s'occuper des œufs.
A la fin de sa vie, elle reste à l'intérieur pour s'occuper des déchets.

Le choix de métier en fonction des expériences permetrais aux individus qui ont des propriétés génétique favorable à tel ou tel métier d'être afférer aux taches ou ils seront les plus efficaces. En tout cas, les ruches d'abeilles sont plus efficaces lorsqu'il y a une grande variétés de profils génétiques (étude de Heather R. Mattila, Thomas D. Seeley)

Re: Intelligine : Simulateur d’intelligence collective

Message non luPosté: Sam 1 Aoû 2015 18:36
par abisatis35
@abisatis35: Cela diffère t-il d'une espèce à l'autre ou retrouve t-on ce comportement chez la plupart des espèces ? L'étude à laquelle je fait référence semblant montrer que les échecs/réussites influent sur le choix du travail à effectuer:

Alors il me semble que cela s'applique vraiment à la plupart des espèces.