Fourmis contre humains : résoudre le casse-tête du déménageur de piano
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Le casse-tête du déménageur de piano consiste à essayer de transporter une charge de forme étrange à travers un environnement restreint comportant divers obstacles. Il s’agit de l’une des nombreuses variantes des problèmes classiques de planification de mouvements informatiques, un élément clé dans de nombreuses applications robotiques. Mais que se passerait-il si vous opposiez des êtres humains à des fourmis dans une compétition pour résoudre l’énigme du déménageur de piano ?
Le co-auteur Ofer Feinerman de l’Institut Weizmann des Sciences et ses collègues ont vu une opportunité d’utiliser le puzzle du piano-déplacement pour faire la lumière sur la prise de décision en groupe, ainsi que sur la question de savoir s’il est préférable de coopérer en tant que groupe ou de maintenir l’individualité.
Ils ont décidé de comparer les performances des fourmis et des humains car les deux espèces sont sociales et peuvent coopérer tout en transportant des charges plus grandes qu’elles. Essentiellement, « les gens se distinguent par leurs capacités cognitives individuelles tandis que les fourmis excellent en coopération », écrivent les auteurs.
Feinerman et coll. ont utilisé des fourmis folles ( Paratrechina longicorni s) pour leurs expériences, avec les volontaires humains. Ils ont conçu une version physique du puzzle du déménageur de piano impliquant une grande charge en forme de T qui devait être manœuvrée sur une zone rectangulaire divisée en trois chambres, reliées par des fentes étroites. La charge a commencé dans la première chambre à gauche, et les fourmis et les sujets humains ont dû trouver comment la transporter à travers la deuxième chambre et dans la troisième.
L’expérience a été réalisée plusieurs fois avec différentes variantes : une seule fourmi, un groupe d’environ sept fourmis et un groupe plus large d’environ 80 fourmis ; et une personne seule, un groupe de six à neuf personnes et un groupe plus large de 26 personnes. Les humains devaient tenir la charge uniquement à l’aide de poignées soigneusement placées pour imiter la façon dont l’objet serait tenu par les fourmis, et les poignées étaient équipées de capteurs permettant de mesurer la force de traction appliquée par chaque personne. Dans certains essais, les humains n’étaient pas autorisés à communiquer verbalement ou par gestes, et dans certains essais, ils portaient même des masques et des lunettes de soleil pour éviter toute communication non verbale. Chaque essai a été enregistré sur vidéo pour analyse.
Il n’est pas surprenant que les humains aient l’avantage en tant qu’individus, compte tenu de leurs capacités cognitives supérieures ; en tant que groupes communicants, ils battent également facilement les fourmis pour trouver la solution optimale. Et les grands groupes de fourmis ont obtenu de bien meilleurs résultats que les fourmis individuelles. Cependant, la situation a changé lorsque les humains ont été limités dans leur capacité à communiquer ; de grands groupes de fourmis ont souvent obtenu de meilleurs résultats que les humains lors de plusieurs passages, grâce à leur mémoire collective émergente qui les a aidés à éviter des erreurs répétées et à maintenir une direction de mouvement particulière.
Les humains, lorsqu’on leur dit de ne pas communiquer, avaient tendance à « tirer vers le plus petit dénominateur commun, l’option gourmande, comme le ferait une fourmi nouvellement attachée », écrivent les auteurs. “Une fois que la charge commence à bouger, les personnes appartenant à des groupes de communication restreints alignent simplement leur attraction sur son mouvement. Cet abandon de leurs capacités cognitives individuelles rappelle le comportement collectif des fourmis.” En revanche, les groupes humains communiquant étaient capables de discuter et de décider collectivement de leur prochain mouvement.
“Une colonie de fourmis est en fait une famille”, a déclaré Feinerman . « Toutes les fourmis du nid sont sœurs et elles ont des intérêts communs. Il s’agit d’une société étroitement unie dans laquelle la coopération l’emporte largement sur la concurrence. C’est pourquoi une colonie de fourmis est parfois qualifiée de super-organisme, une sorte de corps vivant composé de plusieurs « cellules » qui coopèrent les unes avec les autres. Nos résultats valident cette vision. Nous avons montré que les fourmis agissant en groupe sont plus intelligentes et que pour elles, le tout est plus grand que la somme de ses parties. En revanche, la formation de groupes n’a pas élargi les capacités cognitives des humains. La fameuse “sagesse de la foule”, devenue si populaire à l’ère des réseaux sociaux, n’a pas été mise en avant dans nos expériences.»
PNAS, 2024. DOI : 10.1073/pnas.2414274121 ( À propos des DOI ).
Source et plus: https://arstechnica.com/science/2025/01/ants-vs-humans-solving-the-piano-mover-puzzle/
