Non, il ne faut pas aller chercher votre bombe d'insecticide.
Comme
Le Jeu de la Vie de Conway ou
WireWorld de Brian Silverman, cette fourmi n'est qu'un automate cellulaire.
C'est même un des automates cellulaires les plus simples.
Comme avec Vie et WireWorld, c'est la revue Scientific American, plus particulièrement un article de Ian Stewart dans le numéro de juillet 1994, qui l'a fait connaître au grand public.
Mais ces origines remontent aux années 80, quand
Chris Langton du Santa Fe Institute essayait de démontrer que des règles simples appliquées à un système dynamique peuvent engendrer un comportement aussi complexe que celui d'une organisation vivante.
Par la suite, cette petite "fourmi" est devenue le point de départ d'un nouveau et passionnant champ de recherche multidisciplinaire, quand Chris Langton a publié en 1989 son article
Artificial Life.
ALife, ou même plus court,
AL (ou
VIA pour Vie Artificielle en français) est devenu très intéressant pour la biologie évolutionnaire, l'écologie, la biochimie, l'informatique, et quelques autres disciplines.
Dans son article de 1989, Chris Langton définit Alife comme
"a synthetic approach to studying Life-as-it-could-be and viewing Life-as-it-is within a larger context" ("une approche synthétique d'étudier la Vie-comme-elle-pouvait-être avec une vision de la Vie-comme-elle-est dans un contexte plus large").
D'une certaine façon (et non seulement par l'adjectif "artificiel"), VIA est comparable à l'intelligence artificielle. Mais d'un autre point de vue, cette jeune discipline est tout à fait différente de la recherche en intelligence artificielle.
En généralisant un peu, on pourrait dire que VIA modèle des programmes sur la nature, tandis que dans le domaine de l'intelligence artificielle, on essaye souvent de modeler le cerveau naturel comme un programme.
Les résultats dans ce domaine sont assez clairsemés jusqu'ici.
Les applications courantes de ces techniques incluent des programmes adaptatifs qui peuvent apprendre les préférences d'un utilisateur, des personnages de jeux informatiques qui réagissent mieux, des animations plus réalistes, des robots qui surfent intelligemment l'Internet et l'étude des processus évolutifs.
Pour ne citer qu'un exemple :
Tierra, développé par l'écologiste Tom Ray, est un modèle trè simple mais avec des résultats étonnants pour l'étude des processus évolutifs.
Avec de tels programmes, nous pouvons, pour ainsi dire, obliger l'évolution de se produire de nouveau.
La fourmi de Langton vit sur une grille infinie, composée de cellules "blanches" (
).
Pour cette démonstration le monde de la fourmi est limité à une grille de 80 par 80 cellules (ou de 64 par 64 si vous regardez ces pages sur un écran 800 x 600) avec les bords qui se touchent.
Dans sa forme originale, la fourmi est représentée par un carré "noir" (
).
A chaque itération, elle avance d'une case et :
- si elle est actuellement sur une case "blanche" ( ) la fourmi tourne 90 degrés vers la droite.
- si elle est actuellement sur une case "noire" (
) la fourmi tourne 90 degrés vers la gauche,
- et quand elle se déplace sur la case suivante, la fourmi change la couleur de la case de blanc en noir ( devient ) ou vice-versa ( devient )
Avec cet ensemble de règles très simples, cette fourmi pose toujours des problèmes aux mathématiciens.
Elle peut en effet créer
le chaos, mais également
de l'ordre.
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Une figure symétrique
(après environ 500 itérations) |
Un chaos
(après environ 5000 itérations) |
Au début, la fourmi semble se déplacer plutôt de façon chaotique.
Après environs 500 itérations, jusqu'à environs 10'000 itérations, le chaos s'installe.
Et puis, soudainement, la fourmi commence à créer de
l'ordre en dessinant ce qu'on appelle des "autoroutes".
Chaque configuration possible semble mèner à un certain genre de répétition.
Par exemple, deux fourmis, qui se font face avec un intervalle de 3 carrés, commencent rapidement à construire leurs autoroutes à partir approximativement de la 800ième itération.
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Une autoroute
(après environ 11'000 itérations) |
Deux autoroutes
(2 fourmis après environ 1700 itérations) |
Naturellement, comme avec chaque automate cellulaire, beaucoup de variations sont possibles.
Dans cette démonstration, trois variations ont été mises en application. Les deux pemières sont assez simples et courantes :
- la possibilité d'installer jusqu'à 4 fourmis dans le même monde (
ou 
).
- et la possibilité de faire tourner la fourmi par pas de 90 ou de 45 degrés (4 ou 8 directions cardinales)
Le nombre de directions possibles, le nombre de fourmis, leurs directions et positions peuvent être changées n'importe quand.
La troisième variante, appelée
"la fourmi peintre", a comme but de montrer la fréquence des visites d'une cellule.
Une autoroute dessinée par une "fourmi peintre"
Au lieu de basculer la couleur entre blanc et noir (0 ou 1), la fourmi incrémente l'intensité de la couleur d'une cellule á chacune de ses visites.
Toutes les cellules ont l'intensité 0 au début.
A chaque visite, la fourmi incrémente cette intensité de 1.
Quand le nombre de visites de la cellule est pair, la fourmi tourne á droite, si ce nombre est impair, la fourmi tourne á gauche.
Appréciez la vie artificielle !
Quelques liens en anglais sont traduits grâce á
Babelfish.
La Fourmi de Langton 
Introduction 
Introduction