De nouvelles recherches dévoilent les voies de prise de décision dans le cerveau des abeilles, mettant en lumière leur capacité à évaluer rapidement et précisément le nectar des fleurs, ce qui pourrait inspirer des conceptions de robots plus autonomes. L’étude, dirigée par divers experts universitaires, met également l’accent sur l’efficacité des cerveaux d’insectes raffinés au cours de l’évolution, qui pourraient guider le futur développement de l’IA dans les industries. Crédit : Théotime Colin
Une nouvelle étude révèle comment nous pourrions concevoir des robots capables de penser comme des abeilles.
Les abeilles mellifères excellent dans la balance des efforts, de la récompense et des risques, déterminant rapidement quelles fleurs peuvent assurer la subsistance de leur colonie. Une étude récemment publiée dans la revue eLife illustre comment des éternités d’évolution ont affiné les abeilles mellifères pour qu’elles portent des jugements rapides tout en minimisant le danger.
Cette recherche met en lumière le fonctionnement de l’esprit des insectes, l’évolution de la cognition humaine et offre des perspectives pour améliorer la conception des robots.
L’article présente un modèle de prise de décision chez les abeilles et décrit les chemins dans leur cerveau qui permettent une prise de décision rapide. L’étude a été dirigée par le professeur Andrew Barron de l’Université Macquarie de Sydney, ainsi que par le Dr HaDi MaBouDi, Neville Dearden et le professeur James Marshall de l’Université de Sheffield.
« La prise de décision est au cœur de la cognition », explique le professeur Barron. « C’est le résultat d’une évaluation des résultats possibles, et la vie des animaux est pleine de décisions. Une abeille a un cerveau plus petit qu’une graine de sésame. Et pourtant, elle peut prendre des décisions plus rapidement et avec plus de précision que nous. Un robot programmé pour faire le travail d’une abeille aurait besoin de la sauvegarde d’un superordinateur.
« Les robots autonomes d’aujourd’hui fonctionnent en grande partie grâce à l’informatique à distance », poursuit le professeur Barron. « Les drones sont relativement stupides, ils doivent être en communication sans fil avec un centre de données. Cette voie technologique ne permettra jamais à un drone d’explorer véritablement Mars seul – NASALes incroyables rovers de Mars sur Mars ont parcouru environ 75 kilomètres au cours des années d’exploration.
Abeille. Crédit : Théotime Colin
Les abeilles doivent travailler rapidement et efficacement, trouver le nectar et le rapporter à la ruche tout en évitant les prédateurs. Ils doivent prendre des décisions. Quelle fleur aura du nectar ? Pendant qu’ils volent, ils ne sont sujets qu’aux attaques aériennes. Lorsqu’ils atterrissent pour se nourrir, ils sont vulnérables aux araignées et autres prédateurs, dont certains utilisent un camouflage pour ressembler à des fleurs.
« Nous avons entraîné 20 abeilles à reconnaître cinq « disques floraux » de couleurs différentes. Les fleurs bleues ont toujours eu du sirop de sucre », explique le Dr MaBouDi. « Les fleurs vertes ont toujours eu de la quinine (eau tonique) au goût amer pour les abeilles. D’autres couleurs contenaient parfois du glucose.
« Ensuite, nous avons introduit chaque abeille dans un « jardin » où les « fleurs » avaient juste de l’eau distillée. Nous avons filmé chaque abeille, puis regardé plus de 40 heures de vidéo, suivant le chemin des abeilles et chronométrant le temps qu’il leur fallait pour prendre une décision.
« Si les abeilles étaient sûres qu’une fleur aurait de la nourriture, elles décidaient alors rapidement de se poser dessus, en moyenne 0,6 seconde), explique le Dr MaBouDi. « S’ils étaient sûrs qu’une fleur n’aurait pas de nourriture, ils prenaient une décision tout aussi rapidement. »
S’ils n’en étaient pas sûrs, ils prenaient alors beaucoup plus de temps – en moyenne 1,4 seconde – et le temps reflétait la probabilité qu’une fleur ait de la nourriture.
L’équipe a ensuite construit un modèle informatique à partir des premiers principes visant à reproduire le processus décisionnel des abeilles. Ils ont découvert que la structure de leur modèle informatique ressemblait beaucoup à la disposition physique du cerveau d’une abeille.
« Notre étude a démontré une prise de décision autonome complexe avec un minimum de circuits neuronaux », explique le professeur Marshall. « Maintenant que nous savons comment les abeilles prennent des décisions si intelligentes, nous étudions comment elles sont si rapides à collecter et à échantillonner des informations. Nous pensons que les abeilles utilisent leurs mouvements de vol pour améliorer leur système visuel afin de mieux détecter les meilleures fleurs.
Les chercheurs en IA peuvent apprendre beaucoup des insectes et d’autres animaux « simples ». Des millions d’années d’évolution ont conduit à des cerveaux incroyablement efficaces avec une consommation d’énergie très faible. L’avenir de l’IA dans l’industrie s’inspirera de la biologie, déclare le professeur Marshall, cofondateur d’Opteran, une entreprise qui procède à l’ingénierie inverse des algorithmes du cerveau des insectes pour permettre aux machines de se déplacer de manière autonome, comme la nature.
