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Swarm Intelligence : qu’est-ce que l’intelligence distribuée ?

La Swarm Intelligence, ou intelligence distribuée, est un concept reposant sur la coordination entre un nombre massif d’intelligences individuelles. Découvrez tout ce que vous devez savoir à ce sujet.

Dans la nature, de nombreuses créatures sont en mesure de coordonner leurs intelligences individuelles pour effectuer des tâches complexes avec efficacité ou même faire preuve de créativité. Prenons l’exemple des fourmis.

Une fourmi seule n’est capable d’effectuer qu’un nombre limité d’actions. Toutefois, une colonie de fourmis est en mesure de construire des ponts, des autoroutes de nourriture et d’informations, de partir en guerre, ou même de réduire d’autres espèces de fourmis en esclavage.

C’est également le cas des bancs de poissons, des nuées d’oiseaux, des essaims d’abeilles et d’autres espèces animales ou même des bactéries. Ce phénomène observable dans la nature a inspiré un concept que l’on retrouve dans le domaine informatique sous le nom d’intelligence distribuée, ou Swarm Intelligence en anglais.

Swarm Intelligence ou intelligence distribuée : définition

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La Swarm Intelligence ou intelligence distribuée est le comportement collectif de systèmes naturels ou artificiels décentralisés et auto-organisés. Plus précisément, il s’agit généralement d’un comportement collectif résultant des interactions locales entre plusieurs individus ou avec leur environnement. Le terme fut employé pour la première fois en 1989 par Gerardo Beni et Jing Wang au sujet de systèmes robotiques cellulaires.

Qu’ils soient naturels ou artificiels, les systèmes d’intelligence distribuée présentent la plupart du temps plusieurs spécificités. En règle générale, ils sont composés d’un grand nombre d’individus relativement homogènes dont les interactions sont basées sur de simples règles comportementales n’exploitant que les informations locales que les individus échangent directement ou via l’environnement. Le comportement global du système résulte de ces interactions.

La propriété qui caractérise véritablement un système d’intelligence distribuée est son aptitude à agir de façon coordonnée sans la présence d’un coordinateur ou d’un contrôleur externe. Ces différentes propriétés engendrent trois autres caractéristiques que l’on retrouve sur les systèmes d’intelligence distribuée : la scalabilité, le parallélisme, et la résistance aux pannes.

La scalabilité signifie qu’un système peut maintenir sa fonction tout en augmentant en taille (ou ses performances) sans avoir à redéfinir (reprogrammer) la façon dont les individus qui le composent interagissent. Le parallélisme signifie que les individus qui composent le système peuvent effectuer différentes actions à différents endroits au même moment.

Enfin, la résistance aux pannes est liée à la nature décentralisée et auto-organisée des systèmes d’intelligence distribuée. Si l’un des individus est touché par une panne, il peut donc facilement être remplacé.

Swarm Intelligence ou intelligence distribuée : cas d’usage

L’intelligence distribuée trouve de nombreux cas d’usage dans la technologie moderne. Elle est notamment utilisée en informatique et dans les réseaux de télécommunications depuis les années 1990.

Dans le domaine de la santé, un article de 1992 étudiait déjà la possibilité d’utiliser l’intelligence distribuée pour contrôler des nanobots à l’intérieur du corps humain pour tuer des tumeurs. L’armée américaine cherche à s’en servir pour contrôler des véhicules sans pilote, la NASA développe une technologie d’intelligence distribuée pour la cartographie planétaire.

Ce concept est aussi très utilisé dans le domaine de la robotique, à tel point que l’on parle de ” Swarm Robotics “. Par exemple, les chercheurs du GRITS ont créé un essaim de simples robots capables de se coordonner sans communiquer pour jouer du piano juste en déterminant la position des autres robots.

Plus récemment, la compagnie aérienne Ehang a créé une armée composée d’un millier de drones capables de se coordonner pour créer des spectacles de couleurs dans le ciel. L’University of Cambridge et la Koc University envisagent aussi de créer ” l’Energy Neutral Internet of Drones “, un essaim de drones capables de partager des informations ou de l’énergie. Au total, environ 30 nations développeraient des essaims de drones intelligents à des fins militaires.

La Blockchain, l’une des technologies les plus en vogue du moment, repose aussi sur le concept d’intelligence distribuée. En effet, les chaînes de blocs sont comparables à des colonies de fourmis dans la façon dont elles trouvent naturellement la manière la plus efficiente de transférer de grands volumes d’informations.

La Swarm Intelligence comme alternative au Big Data ?

L’intelligence distribuée est aussi utilisée dans le domaine du Data Mining. Cependant, elle peut aussi se présenter comme une alternative intéressante aux analyses Big Data et plus précisément aux analyses prédictives.

Une entreprise dénommée Unaimous AI a créé une intelligence artificielle nommée UNU combinant l’intelligence d’individus humains avec des algorithmes pour réaliser des prédictions. Chaque opinion ajoutée au logiciel provoque de ” micro-changements “, permettant au groupe d’utilisateurs de penser de façon collective comme une seule entité à la manière d’un essaim d’abeilles.

Ce système révolutionnaire a été capable de prédire avec succès les quatre chevaux gagnants du Kentucky Derby, les gagnants de la cérémonie des Oscars, les gagnants de la NFL et les gagnants de la Stanley Cup. Plus les individus impliqués dans l’essaim sont nombreux, plus les prédictions sont efficaces.

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