Des robots font le pont : interaction entre populations de poissons et d'abeilles distantes

Des chercheurs ont créé un pont entre deux espèces animales extrêmement différentes, en utilisant des robots. Ce pont a permis aux deux groupes d'échanger certaines de leurs dynamiques et de prendre une décision partagée.

La robotique comme outil d'analyse du comportement animal

La robotique est devenue un outil crucial dans l'analyse du comportement animal. Ces dernières années, des robots ont été introduits dans certains groupes d'animaux en les développant pour émettre des signaux particuliers utilisés par les animaux pour interagir entre eux.

Ces robots peuvent simplement être des observateurs ou agir sur des comportements animaux spécifiques pour simuler des interactions prédateur-proie. Ils peuvent aussi interagir socialement dans des groupes d'animaux en imitant certains signaux utilisés lors d'interactions sociales.

Récemment, des chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Suisse ont réalisé une expérience dans laquelle ils ont réussi à faire interagir deux espèces animales différentes grâce à des robots spéciaux. Ils ont créé un pont entre deux groupes d'animaux, leur permettant d'échanger certaines de leurs dynamiques et de parvenir à une décision commune.

Comment ont-ils fait ?

Les poissons et les abeilles ne se rencontrent habituellement pas, et n'auraient pas grand-chose à communiquer s'ils le faisaient. Pourtant, l'équipe de recherche a fait échanger des informations à ces espèces extrêmement différentes : elles ont transmis des indices en sens inverse via des robots.

Les chercheurs avaient déjà testé leurs robots « espions » sur des groupes de poussins et de cafards. En 2018, ils ont placé l'un de ces robots avec un banc de poissons dans un aquarium circulaire. Étonnamment, le robot a réussi à faire nager tous les poissons dans une direction donnée.

Référence : Science Robotics | doi:10.1126/scirobotics.aau7897 | EPFL

Cette fois, les chercheurs sont allés plus loin : ils ont connecté le banc de poissons et le robot avec un groupe d'abeilles en laboratoire. Les deux groupes d'animaux étaient séparés d'environ 700 km.

Les terminaux robotiques placés avec le groupe d'abeilles émettaient des signaux sous forme de variations de température, de vibrations et de mouvements d'air. Tandis que les robots dans le banc de poissons émettaient des signaux visuels et comportementaux. Les signaux visuels concernent les rayures, les couleurs et les formes, tandis que le signal comportemental transporte des informations liées aux vibrations, à l'accélération et aux mouvements de la queue.

Crédit image : Avec l'aimable autorisation des chercheurs | EPFL

Les deux groupes d'animaux ont réagi à ces signaux : les abeilles ont commencé à essaimer autour d'un terminal particulier tandis que les poissons ont commencé à nager dans une direction donnée. Les robots ont capturé la dynamique des deux groupes, échangé des données entre eux, et converti les données reçues en signaux adaptés à l'espèce associée.

La communication était « désordonnée » pendant les premières 25 minutes, mais plus tard, les deux groupes ont montré des actions synchronisées : toutes les abeilles essaimèrent autour d'un seul terminal et tous les poissons nagèrent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

En fait, les espèces ont commencé à adopter quelques caractéristiques de l'autre groupe. Les poissons ont commencé à nager ensemble plus que d'habitude, et les abeilles sont devenues plus agitées et moins enclines à essaimer ensemble.

Quelles perspectives ?

Les résultats démontrent la faisabilité de la création et du contrôle de motifs comportementaux dans des groupes biohybrides de différentes espèces. De telles connexions entre différents types d'espèces et divers systèmes robotiques pourraient ouvrir la voie à de nouveaux types d'intelligence collective artificielle, qui peuvent améliorer la prise de décision autonome en utilisant les capacités perceptives des animaux et leurs cerveaux.

L'étude pourrait être utilisée pour développer des techniques de surveillance des habitats naturels. Par exemple, les scientifiques pourraient diriger les pollinisateurs vers des cultures biologiques et encourager les oiseaux à éviter les aéroports et les dangers connexes.