Les mécanismes : Eléments, systèmes et algorithmes dans la nature en général

Une auto-organisation des éléments et systèmes
Niveau 1

Eléments et systèmes

Eléments et systèmes

Eléments et systèmes en interactions qui s'auto-organisent

Voici trois exemples où nous avons à la fois des éléments individuels et des systèmes.
Dans le ballet aérien d'étourneaux, nous avons des éléments qui sont les étourneaux et ces étourneaux forme une volée d'étourneaux qui exécute un ballet.
Dans le banc de poissons, les éléments sont les poissons qui forment un système banc de poisson.
Dans la meute de loups, les loups forment le système de la meute.
L'auto-organisation est un phénomène par lequel un système s'organise lui-même. On le voit pour un ballet aérien d'étourneaux, un banc de poisson, un triangle d'oies sauvages, .. .

Auto-organisation

Il se peut que d'entrée de jeu, le système est déjà organisé comme les cristaux d'un flocon de neige, une fourmilière, une meute, .. Mais il peut également arriver que suite à un bouleversement, le système se réorganise d'une manière pour un changement de type 1 (on refait la même chose avec quelqu'un d'autre), une nouvelle reine, un nouveau mâle alpha ou de type 2 pour aboutir à une organisation plus adaptée par exemple si les abeilles trouvaient un moyen de résister aux frelons asiatiques ou si une planète sortait ou venait s'intégrer dans notre système planétaire.

Match

Deux systèmes de rugby s'affrontent

Les systèmes sont aussi des éléments

On peut considérer les systèmes comme des éléments.
Par exemple, quand le système de l'équipe de Nouvelle Zélande de rugby affronte le système de l'équipe du Pays de Galle, nous pouvons à certains moments simplement considérer l'équipe comme un élément. 

Algorithme

Les systèmes s'organisent selon des algorithmes

Le système s'auto-organise selon des algorithmes

Le mot barbare est lâché pourtant si sa seule évocation peut évoquer le dégoût chez certains, tout l'univers n'est qu'un vaste champ d'algorithmes qui régissent des systèmes.
Selon Wikipedia, un algorithme est une suite finie et non ambiguë d'instructions et d’opérations permettant de résoudre une classe de problèmes (https://fr.wikipedia.org/wiki/Algorithme). 
Vous sursautez de rage. En quoi des oiseaux qui volent en formation sont-ils en train de résoudre un problème ?
Dans le site Futura Sciences, se trouve la réponse : Les étourneaux, et d'autres oiseaux se comportent souvent comme une unité, formant une nuée, filant parfois dans une direction précise pour s'en détourner soudain. Les mouvements des bancs de poissons sont similaires. D'où viennent ces comportements ?
La raison essentielle de ces regroupements est la défense contre les prédateurs. Par exemple, quand les étourneaux sont effrayés, ils s'élèvent, se rassemblent et volent en formant la masse la plus compacte possible. Un rapace évite de fondre sur ce groupe de crainte de se blesser. Il cherche plutôt à sélectionner des retardataires ou des oiseaux affaiblis.

Bataille de l'atlantique : convois

Les escortes se donnaient rendez-vous avec des convois comme celui-ci au milieu de l'océan.

Chez l'homme aussi

Chez les hommes aussi, nous travaillons par regroupement et organisation d'éléments comme ici durant la bataille de l'Atlantique pour rendre moins efficient les attaque d'un sous marin allemand.
Du coup, ces derniers se regroupaient en meutes.

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RAF Bomber Command Boston 111 - Les pilotes sont briffés avant une mission

Oui mais me direz-vous les animaux, ce n'est pas comme les hommes !

Certes, les animaux ne communiquent pas par radio, ils ne font pas un briefing et un débriefing avant de partir en mission.
Les grains de sable de la dune ne s'organisent pas en banc de sable par décision conjointe des grains qui la compose.
Dans l'inanimé, les lois de la physique organisent et dans le monde du visant, les mécanismes de l'évolution entre en jeu. Ces lois exécutent des algorithmes d'auto-organisation !

Evolution de l'apprentissage de la marche

Une simulation sur ordinateur a montré qu'aléatoirement, il suffit de 20 générations pour qu'un bipède marche.

Evolution du cou des girafes

Les gènes des individus qui ont un cou plus long qui les avantage sont transmis aux générations suivantes.

Par mutation génétique des modifications physiques mais aussi des comportements donc des algorithmes qui avantagent les porteurs de certains gènes sont sélectionnés et transmis aux générations qui suivent.

L'évolution fonctionne par feed-back

L'évolution fonctionne par feedback.

Importance du feedback

L'évolution fonctionne par feedback, c'est-à-dire l'effet en retour, les résultats obtenus par un changement.
Les meilleurs résultats sont conservés et les moins bons sont éliminés par la sélection naturelle.

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Vol en V

Les oiseaux volent en V pour économiser de l’énergie

Selon un article de Ouest France, "Quand un oiseau vole, son mouvement dans l’air entraîne la formation de courants qui, en quelque sorte, porte le congénère situé derrière. Ce soutien lui permet ainsi de maintenir sa vitesse en fournissant un effort moindre. Des recherches menées sur des pélicans ont révélé que, lorsque ces oiseaux volent en V, leur rythme cardiaque se calme instantanément et à l’inverse, que les individus volant seuls présentent un rythme cardiaque plus élevé. Efficace du point de vue aérodynamique, cette méthode s’observe également chez les coureurs cyclistes". On voit donc que la Nature a sélectionné les oiseaux qui par les modifications de leurs algorithmes de vol favorisent la réduction de consommation d'énergie.

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