Expérience 05
Physarum
Des dizaines de milliers d'agents aveugles, sans mémoire, qui ne savent que déposer une trace et suivre celle des autres — et pourtant, un réseau de veines de transport s'auto-organise sous vos yeux, sans qu'aucun plan ne l'ait tracé.
Qu'est-ce que Physarum ?
Physarum polycephalum est une moisissure visqueuse unicellulaire connue pour résoudre des labyrinthes et approcher des réseaux de transport quasi optimaux — sans neurone ni cerveau. LifeLabs n'en simule pas la biologie : il reprend le modèle agent-based proposé par Jeff Jones (2010), une abstraction algorithmique du même comportement. Des dizaines de milliers d'agents évoluent sur une grille : chacun avance dans une direction (heading), dépose une trace de phéromones à l'endroit où il se trouve, puis échantillonne le champ de phéromones devant lui pour orienter son prochain pas — tourner vers la direction la plus marquée, ou en dévier légèrement au hasard sinon.
Le champ de phéromones que les agents déposent diffuse et s'estompe à chaque pas (decay), exactement comme le socle de LifeLabs le fait déjà pour Lenia ou Gray-Scott. Aucun agent ne connaît la position des autres, ne se souvient de son propre passé, ni ne perçoit la structure globale du réseau : chacun ne voit qu'un petit voisinage de la carte de phéromones partagée, et y répond par la même règle locale — avancer, déposer, sentir, tourner.
Pourquoi c'est de l'émergence — un réseau, pas un cerveau
Chez Lenia, l'émergence produit une forme mobile ; chez Gray-Scott, un motif spatial statique. Ici, elle produit un RÉSEAU : les traces individuelles, déposées et renforcées par le passage répété des agents, se rejoignent en filaments qui se ramifient, se relient entre eux, puis s'élaguent — les chemins peu empruntés s'évaporent, les chemins fréquentés s'épaississent et attirent davantage d'agents. C'est de la stigmergie : une coordination indirecte, où les agents communiquent uniquement en modifiant un environnement partagé que d'autres agents perçoivent ensuite, sans jamais échanger de message ni se voir.
Il n'y a ici ni carte du réseau final dans le code, ni agent chef d'orchestre : chaque individu applique une règle purement locale et identique, dépose-suis-tourne, à chaque pas de la simulation. Le mot « intelligence », parfois employé pour Physarum en biologie, est donc à manier avec précaution : il n'y a pas de cerveau qui planifie, seulement une règle locale répétée et un champ partagé qui accumule la mémoire collective du système — la structure qui en résulte n'est écrite nulle part, mais elle n'est pas non plus délibérée.
Piloter
Piloter le réseau
Les signes vitaux mesurés
Chaque run enregistre cinq séries temporelles, calculées à intervalles réguliers pendant la simulation, qui servent de « signes vitaux » au réseau observé :
- Contraste du réseau
- l'écart-type du champ de phéromones rapporté à sa moyenne — quasi nul sur un champ diffus et uniforme, il grimpe quand des veines nettement plus chargées que le fond se détachent.
- Couverture
- la fraction de cellules dont la trace dépasse un seuil relatif à la moyenne du champ — la part de la grille occupée par les veines denses du réseau, plutôt que par le fond diffus.
- Corrélation de voisinage
- la corrélation entre chaque cellule et ses quatre voisines immédiates — proche de zéro pour un bruit spatial incohérent, elle grimpe quand les traces s'organisent en filaments continus plutôt qu'en points isolés.
- Trace moyenne
- la moyenne du champ de phéromones sur toute la grille — une valeur qui croît tant que les agents déposent plus qu'il ne s'évapore, puis se stabilise à l'équilibre dépôt/decay.
- Entropie spatiale
- l'entropie de Shannon de l'histogramme du champ de phéromones normalisé — élevée sur un champ diffus et désordonné, elle baisse quand la masse de phéromones se concentre dans un nombre restreint de veines bien définies.
