Ma photocopieuse s'appelle Darwin

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Une annonce récente me fournit l'occasion de parler une fois de plus des extensions du darwinisme. Je vais en profiter pour vous faire un petit panier repas complet, avec deux articles antérieurs qui étaient restés dans un coin de ma tête, et qu'il est intéressant de rapprocher. C'est donc parti pour entrée-plat-dessert, mais préparez vous à manger du robot.

 

Les dynamiques darwiniennes sont une, sinon la propriété fondamentale du vivant. En première approximation, on peut les résumer sous la forme « hasard puis sélection ». C'est ainsi que fonctionne la sélection naturelle au niveau de l'ADN. Celui-ci mute au hasard, et, dans certaines conditions (soit que l'organisme qui les porte se trouve mieux adapté à son milieu que ses congénères, soit qu'il échappe miraculeusement à une météorite...), certaines des ces mutations se trouvent sélectionnées et sont transmises à la génération suivante. C'est d'avoir identifié ce mouvement, je dirai presque dialectique, entre hasard et sélection, comme force motrice matérialiste du vivant, qui vaut une gloire scientifique méritée à Charles Darwin, même si, évidemment, la théorie s'est complexifiée depuis 150 ans.

 

Ce qui est passionnant et inattendu, c'est que ces dynamiques se sont parfois trouvées exportables dans d'autres domaines que le strict monde vivant. Les postérités surprenantes de Darwin, on en reparlera régulièrement ici. Et aujourd'hui, on va aller les chercher du côté de la robotique. En 2005, deux papiers paraissent dans Nature, à quelques mois d'écarts, qui se posent la question suivante : si l'on décompose un robot en modules, peut-on le laisser « évoluer » de telle sorte qu'il se reproduise à l'identique ? Un peu comme le feraient deux organismes, deux cellules, ou deux brins d'ADN. Pour cela, il faut quelques règles du jeu. 1) Des modules disponibles dans le milieu, c'est-à-dire des « briques » élementaires, pour fabriquer la copie. 2) Un dispositif d'association des modules entre eux, suffisamment solide pour que l'on puisse déterminer qu'une copie est belle est bien faite, mais suffisamment souple pour corriger les erreurs éventuelles. Le premier papier présente une telle expérience, voici la vidéo correspondante : un robot de trois voire quatre modules qui va prélever dans le milieu des modules supplémentaires pour fabriquer une copie de lui-même. Evidemment, vous allez trouver ce premier pas d'une très grande monotonie, mais il faut bien commencer par quelque chose. Les concepteurs de la manip le reconnaissent volontiers, donnant à celle-ci un statut pédagogique, pour « matérialiser » le concept. Quelques mois plus tard, c'est une autre équipe qui présente un autre dispositif. Sur une table à air, une série de petits modules-robots de « couleur » différentes s'entrechoquent de manière aléatoire, s'associent quand ils trouvent le partenaire adéquat, et l'on observe le temps qu'il faut pour voir apparaître la « copie » d'une séquence de 5 petits robots modulaires intentionnellement accrochés comme les wagons d'un trains miniature, séquence initialement présente sur la table. La vidéo du résultat est ici. Les biologistes qui ont vu cela ont clairement compris le clin d'oeil : le train miniature c'est la métaphore robotique d'un brin d'ADN, les petits wagons qui s'entrechoquent, ce sont les briques élémentaires qui constituent l'ADN ( les nucléotides) et ce que l'on attend, c'est de voir « l'ADN robot» se dupliquer. La vidéo démontre que ça marche, que les copies apparaissent, se séparent de la matrice, et aussi que plus le nombre de copie est grand, plus la rapidité globale de l'activité de duplication augmente. Toutes choses que l'on observe similairement à l'échelle moléculaire.

 

A quoi bon tout cela ? D'abord, comme je le rappelais initialement, à voir si, sur le plan fondamental, les dynamiques qui semblent être si efficaces dans le monde vivant peuvent être exportées. Et ensuite, dans le contexte précis de la robotique, ces expérimentations servent à tester l'efficacité de cette méthode. Car certes, on est en droit de penser que cette construction « au hasard », mais suivie de « sélection » est laborieuse. Mais on peut aussi se dire qu'elle évite une programmation précise, complexe, et par conséquent, vulnérable. Un peu moins de précision, un peu plus de souplesse. Imaginez, au hasard, des robots sur Mars qui devraient s'autoréparer, faute de Martien bricoleur et coopératif. La question est ouverte de savoir s'il vaut mieux qu'ils aient des instructions ultraprécises pour le faire, ou si un peu d'aléa et de souplesse, quitte à tatonner, ne feraient pas mieux l'affaire...

 

Ce qui ressurgir ces expériences de ma mémoire est une annonce d'un autre genre. Il s'agit du projet Reprap. Le contexte, d'abord : j'ignorais jusqu'à récemment qu'il existait non seulement des machines capables de copier des objets en 3D, mais qu'en plus ce genre de machines faisait l'objet d'une émulation particulière sur le Web, puisqu'il existe un projet open-source, Fab@home pour en fabriquer une chez soi le week-end, au lieu de lustrer la Fuego© à la peau de chamois. Le principe est celui d'une imprimante, mais au lieu d'utiliser de l'encre, elle utilise une solution de plastique ajouté couche par couche, qui se solidifie, et permet l' « impression » d'un objet dessiné avec un logiciel de graphisme 3D !

Vous me voyez arriver ? Oui, bien sûr. Des petits malins se sont ingéniés à utiliser l'imprimante, pour fabriquer les pièces... de l'imprimante. Qu'il faut bien sur assembler. L'imprimante fille, quoi...C'est cela, le projet Reprap : copier une machine a copier ! à quelques pièces près, il viennent d'annoncer qu'ils y sont parvenus...Et comme de juste, ils ont nommé le logiciel qui fait tourner l'ensemble ... Darwin !

 

Les deux démarches sont complémentaires. Dans les papiers cités plus haut, l'attention étaient portée sur l'association des modules. Dans le cas de l'imprimante 3D, l'effort est mis sur la fabircation des modules. Nul doute que ca doit cogiter sévère, dans les laboratoires de robotique, pour réfléchir a une fusion des deux. Vous imaginez le robot, tout seul sur Mars, capable de fabriquer les pièces qui lui manque ? Je me prends à rêver...

 

Mais au fait : rêve, ou cauchemard ? Pour l'instant, ces manips ne reposent que sur le principe de la copie « conforme ». Or le vivant, c'est de la copie, mais c'est justement aussi de la capacité à « muter », à fabriquer du nouveau, pour des solutions nouvelles... Sans cela, rien ne peut être qualifié de « vivant ». Mais voilà que surgit alors une question philosophique de premier ordre : doit-on importer cette souplesse chez des futures machines autoréplicatives ? Imaginer une imprimante autoréplicative, c'est incroyable, mais si elle devenait capable de muter ? De faire du nouveau ? De modifier un peu son propre logiciel de fabrication, de se fabriquer des pattes, ou des griffes, et de s'évader ? Et si elle transformait son jet de plastique en arme, pour que les ingénieurs la laissent tranquille, libre de fabriquer d'autres filles, voire d'autres filles armées ?

Science-fiction, bien sûr. Mais vous voyez la logique...

 

Un conseil, donc, pour commencer la semaine : quand vous prendrez un café ce matin, près de la photocopieuse, prenez date, on ne sait jamais. Parlez lui gentiment. Et demandez-lui si son week-end a été bon. Certes, vous en serez quitte pour un peu de ridicule auprès des collègues, mais ça pourra toujours être utile, quand, dans 20 ans vous croiserez sa descendante dans un couloir.

Armée jusqu'aux dents.

 

 

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