LENIA : Une nouvelle forme de vie mathématique !

Bonjour à tous, aujourd’hui on va parler d’une simulation informatique incroyable,

qui semble capable de générer des créatures virtuelles à partir de presque rien. Elle

s’appelle Lenia, et on peut la voir comme une sorte d’extension du jeu de la vie.

Le jeu de la vie, vous vous en souvenez peut-être, c’est une simulation imaginée par John

Conway dans les années 1970, et à laquelle j’avais consacré toute une vidéo. Eh bien

Lenia, c’est encore plus fort et encore plus beau que le jeu de la vie.

[jingle]

Lenia, tout comme le jeu de la vie, appartient à ce domaine de recherche qu’on appelle

« La vie artificielle ». L’objectif de cette discipline, c’est de créer des

systèmes artificiels dont les comportements se rapprochent de ceux qu’on retrouve dans

les systèmes vivants. Et cela peut se faire différentes façons.

[ALIFE Soit en étudiant des réactions chimiques simples dont les interactions miment les processus

du vivant. Soit en essayant des créer des machines capables par exemple d’évoluer

et de se reproduire de façon autonome. Ou bien de façon plus accessible, en créant

des simulations informatiques qui imitent le vivant.]

Mais attention, quand je parle d’une simulation qui imite le vivant, je ne parle pas d’animer

un personnage dans un jeu vidéo. Ce qu’on cherche à faire, c’est à créer de l’émergence.

C’est-à-dire qu’on veut partir d’un système simple, avec des règles élémentaires,

mais qui, quand on le simule, produise des comportements macroscopiques inattendus.

C’est comme ça que fonctionne la vie telle qu’on la connait : c’est un phénomène

émergent. A la base du vivant, il y a « simplement » un grand nombre de réactions chimiques. Mais

dont la combinaison va faire émerger des processus complexes, allant jusqu’à l’auto-organisation

des organismes vivants.

Aujourd’hui, on va donc essayer d’explorer cette idée d’émergence, mais à partir

de règles informatiques simples, capables, quand on les simule, d’engendrer des comportements

complexes. Et pour ça, revoyons déjà comment fonctionne le jeu de la vie.

J’y avais consacré toute une vidéo que je vous invite à regarder, mais je vais quand

même rappeler les bases. Tout d’abord, le jeu de la vie, ça n’est pas vraiment

un jeu puisqu’il n’y a pas de joueur à proprement parler. C’est juste une simulation,

qui obéit à ses propres règles, et qu’on peut faire tourner sur un ordinateur.

[GRILLE Pour ça on part d’une grille, aussi grande qu’on le souhaite, et dont chaque

case représente une sorte de cellule virtuelle, qui peut être soit vivante, soit morte. Ici

je vais représenter les cellules mortes en noir, et les vivantes en jaune. Et ensuite

on va faire évoluer les cellules au tour par tour avec deux règles très simples.]

[REGLES A chaque tour, pour chaque cellule, on regarde ses 8 voisines, et on compte combien

il y en a de vivantes. La première règle, c’est qu’une cellule vivante a besoin

de 2 ou 3 voisines pour se maintenir en vie. On peut dire qu’en dessous de 2, elle meurt

d’isolation, mais au-delà de 4, elle meurt de surpopulation.

La deuxième règle, c’est que si une case vide, est entourée par exactement 3 voisines

vivantes, elle devient vivante. Et voilà c’est tout. A chaque tour, pour chaque cellule,

on compte les voisines, et on applique ces deux règles pour faire évoluer la grille.]

[FILM LIFE Pour voir ce que ça donne, on va partir d’une configuration initiale tirée

au hasard, par exemple celle-ci, et on va simuler, tour après tour. Et voici le genre

de choses qu’on obtient. Au début ça semble assez aléatoire, mais peu à peu on voit

des choses intéressantes émerger.

Déjà il y a des structures isolées qui semblent stables, comme celle qu’on voit

ici, ou là. Ensuite il y a des motifs qui oscillent entre deux états. Et puis, encore

plus intrigant, on a des structures qui semblent se déplacer en diagonale. On les surnomme

des planeurs.

Et ce qui est absolument fou avec ces planeurs, c’est qu’ils émergent des règles microscopiques.

A aucun moment dans le code on ne dit de prendre telle structure et de la déplacer sur la

grille. Il n’y a aucune notion de déplacement dans les règles du jeu de la vie. Le mouvement

apparent des planeurs « émerge » des règles d’évolution microscopiques.]

Depuis les années 70, on a trouvé avec le jeu de la vie toute une zoologie de motifs

localisés de plus en plus complexes, et ayant des propriétés intéressantes; comme le

fait d’être stable, ou de se déplacer.

Et même des motifs encore plus riches, comme ces structures capables d’engendrer des

planeurs. Il y a plein d’exemples très jolis, je ne vais pas tous vous les montrer,

je vous invite vraiment à aller voir la vidéo dédiée si vous ne l’avez pas déjà vue.