~ Vie Naturelle / Vie Artificielle ~

    La vie artificielle a été définie par Langton en 1989 comme étant "l’étude de systèmes construits par l’homme qui présentent des comportements caractéristiques des systèmes vivants". Ainsi la définition de la vie artificielle est étroitement dépendante de celle de la vie. Tenter de définir la vie conduit à s'appercevoir que, paradoxalement, le biologiste ignore ce qu'est la vie: il ne connaît que des vivants, dont la vie est le caractère commun (tous sont vivants) et le caractère propre (ils sont les seuls vivants). Mais quels sont ces comportements caractérisant les systèmes vivants?


~ VIE NATURELLE : - Définition suivant la Biologie
                                        - Définition suivant la Physique
                                            - Définition par Maturana et Varela

~ VIE ARTIFICIELLE : - Vie Artifivielle vs Intelligence Artificielle  
                                         - Les critères de la vie artificielle.  
                                            - Les domaines de la vie artificielle.



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        VIE NATURELLE:
       
        Définition suivant la Biologie:

        Les caractères fonctionnels définissant le vivant sont peu nombreux:
- Autoreproduction.
- Assimilation: le vivant s'empare de substances extérieures et les transforme en ses propres constituants.
- Réactivité: le vivant perçoit différents signaux de son environnement et il y réagit.
- Homéostasie.
Il est cependant clair que l'ensemble de ces propriétés ne sont pas apparues en même temps et qu'elles ont mis un temps considérable à se mettre en place. Les premiers systèmes "vivants" étaient probablement simplement capable de se reproduire. C'est vraisemblablement dans un second temps qu'ils ont acquis des fonctions (métaboliques) plus complexes. Ainsi, on peut dire qu'un système vivant minimum requiert la présence d'une macromolécule, telle que l'ADN, porteuse d'information capable de diriger sa propre synthèse. Ces critères sont-ils nécessaires et suffisants ou bien, comme nous venons de l'avancer à propos de l'autoreproduction, un seul suffit-il pour pouvoir parler de matière vivante?
Le plus petit niveau de complexité compatible avec l'ensemble des caractères du vivant est celui de la bactérie, mais cependant, les virus, qui ne peuvent ni assimiler, ni grandir, ni se reproduire par eux même, sont cités au rang des êtres vivants. Un autre exemple est celui des cristaux: un cristal en phase de croissance paraît vivant, il grandit et est capable de choisir des éléments de sa nature afin de ne pas créer d’impuretés. Pourtant ce n’est qu’un minéral et n’est pas considéré comme vivant. A l’inverse, une mule est bien vivante, mais incapable d'avoir une descendance. Un virus informatique peut se multiplier en contaminant des programmes comme son équivalent biologique infecte une cellule, mais mérite-t-il pour autant le qualificatif d’organisme ?  Ces quelques exemples illustrent bien les difficultés que rencontrent toutes tentatives de proposition de critères définissant le vivant.
       
        Définition suivant la Physique:

        La prise en compte des lois de la thermodynamique nous donne une autre définition, assez intéressante car ne faisant aucun préjugé sur la structure et les comportements que doit avoir cette vie. En se basant sur ces lois, on peut dire que la vie est la capacité à maintenir et à reproduire une structure complexe en dépit de conditions thermodynamiques défavorables. Cela signifie que les êtres vivants existent et se reproduisent alors que les conditions environnementales tendent à dégrader leur structure. Par exemple, la degradation des molécules organique est productrice d'énergie, leur construction en consomme. Laissées à elle même, ces molécules se décomposeraient irrémédiablement. La vie peut donc être vue ici comme la capacité qu'ont les molécules et les atomes de s'assembler en structures organisées autoreproductibles.
        Définition par Maturana et Varela:     

        Les définitions de la vie sont nombreuses et varient en fonction du référentiel. Si Langton parle de caractéristiques des systèmes vivants naturels, c’est sans doute qu’il définit la vie comme un ensemble de propriétés. Or il est impossible de faire une liste de toutes les propriétés du vivant, de façon stricte. Le point de vue thermodynamique évite l'écueil de l'énonciation de caractéristiques finies, mais reste peut être trop global, alors que Maturana et Varela proposent dès 1979, une autre voie de définition.
        "Il s’agit de concevoir un être vivant comme une organisation autopoïétique. Cela caractérise le fait qu’un être vivant est un réseau de transformations dynamiques, fabricant ses propres composants (métabolisme) et qui construit une barrière topologique (membrane) qui, à son tour, est la condition nécessaire du fonctionnement en tant qu’unité du réseau de transformations qui l’a engendrée. Ce qui signifie que les êtres vivants sont continuellement en train de s’auto-produire.
Les êtres vivants sont donc caractérisés par leur organisation autopoïétique. Ils diffèrent les uns des autres par leur structure, mais ils sont identiques par leur organisation. L’intention de Maturana et Varela, pour définir le vivant, se veut scientifique : « Si nous ne pouvons fournir la liste des caractéristiques d’un être vivant, pourquoi ne pas proposer un système qui génère tous les phénomènes propres aux vivants ? ». Le fait qu’une entité autopoïétique ait bien toutes ces caractéristiques apparaît comme une évidence à la lumière de ce que l’on sait sur l’interdépendance entre le métabolisme et la structure cellulaire.
Bien sûr, le fait de posséder une organisation n’est pas le propre des êtres vivants seuls, mais se retrouve chez tout ce qui peut être analysé comme un système. Ce qui caractérise cependant les êtres vivants, c’est que leur organisation est telle que leur seul produit est eux-mêmes, et l’absence de séparation entre le producteur et le produit. L’être et le faire d’une unité autopoïétique sont inséparables, et c’est là leur mode particulier d’organisation.
Ainsi donc, si nous pouvons définir la vie autrement que par une liste de caractéristiques (Liste que nous ne pouvons pas formellement établir) ; nous ne pouvons pas définir la vie artificielle à la manière de Langton. Nous ne pouvons pas dire que la vie artificielle est constituée des systèmes qui présentent des comportements caractéristiques des systèmes vivants naturels, mais construit par l’homme. Quelle alternative pouvons nous proposer ? Il serait tout à fait intéressant et logique de calquer la définition autopoïétique de la vie sur la vie artificielle. "
        VIE ARTIFICIELLE:

       Vie Artificielle vs Intelligence Artificielle:

        Pour préciser le domaine de la vie artificielle, distingons la de l'intelligence artificielle (IA): l'IA prend  la cognition humaine comme référence et s’intéresse à la conception de machines pouvant simuler la cognition humaine. La vie artificielle quand à elle tend à se rapprocher des fonctionnements biologiques et traite plus de comportements "réflexes" que de raisonnements logiques ou d’actes cognitifs. Son domaine d’étude est plus vaste, elle explore les caractéristiques du vivant en général. La Vie Artificielle exploite les concepts issus des courants cognitiviste et connexionniste qui partagent les sciences cognitives. Elle propose donc des solutions qui s’appuient tantôt sur l’approche symbolique, tantôt sur l’approche auto-organisationnelle, ou construit ses modèles à partir d’une combinaison des deux méthodologies. On peut dès lors distinguer deux types de travaux issus de la VA. D’une part, les simulations qui utilisent exclusivement l’ordinateur. Il est admis, dans ce cas, que tout système est modélisable par ordinateur. C’est-à-dire qu’un système formel est susceptible de représenter de manière satisfaisante un système physique. D’autre part, les réalisations, où le caractère concret et matériel du système est primordial. On considère, ici, que la dimension physique d’un système est irréductible à une représentation symbolique.
        Les critères de la vie artificielle:

        A partir de quand parle-t-on  de vie artificielle ?
Voici les propriétés minimales que nous retrouvons dans tout système de vie artificielle :
1) L’être humain a contribué au processus d’apparition de tout système de vie artificielle ;
2) Un système de vie artificielle est autonome ;
3) Un système de vie artificielle est en interaction avec son environnement ;
4) Il y a émergence de comportements dans un système de vie artificielle ;
    Ces 3 propriétés ne sont pas indispensables mais reste néanmoins très présentes :
5) Un système de vie artificielle peut se reproduire lui-même ;
6) Un système de vie artificielle possède une capacité d’adaptation ;
7) Un système de vie artificielle n’est pas une unité. A l'opposé de la vie, un système de vie artificielle peut être réparti en plusieurs endroits : exemple, un robot et un ordinateur peuvent effectuer des calculs reliés par ondes. Même à l'intérieur d'un ordinateur, rien ne garantie que les octets de ce système sont tous regroupés.
        Les domaines de la vie artificielle:

        On peut aussi présenter la vie artificielle comme un ensemble de domaines que Claus Emmeche a classées en deux groupes principaux : les versions triviales et non triviales de formes de vie artificielle. Pour chacun de ces groupes, nous pouvons y trouver la vie artificielle faible (recherche d'imitation de la vie) ou forte (recherche de création de vie).

VERSION TRIVIALE	VERSION NON TRIVIALE
Simulation et modèles Simulations informatiques fondées sur des modèles mathématiques, conceptuels ou physiques des systèmes biologiques. Elle ne peut aboutir à des formes réelles de vies	Les systèmes computationnels. Ces réalisations sont par définition strictement informatiques. Elles ont pour objectif la création d’organismes virtuels considérés comme vivants (du moins par leur auteur). C’est la voie forte la plus contestée de la vie artificielle.
Les organismes modifiés. Il s’agit d’êtres vivants réels, modifiés par l’homme au moyen de manipulations génétiques par exemple.	Les expériences relevant de la biochimie. Cette dernière catégorie inclut les synthèses de processus prébiotiques et d’organismes primitifs grâce à des expérimentations physico-chimiques in vitro.
	La robotique évolutive. Cela regroupe les robots autonomes et évolutifs.

Ces formes de vie artificielle diffèrent fortement les unes des autres. En ces domaines les frontières sont mouvantes: celle entre vie naturelle et artificielle ainsi que celle entre vie artificielle et programme doté d'inteligence artificielle. Dans le cadre de ce site nous présentons plus particulièrement l'approche non triviale que sont les systèmes computationnels par l'intermédiaires des Systèmes Multi-Agents (SMA) et des Automates Cellulaires, mais aussi les Algorithmes génétiques qui entrent dans le versan trivial de la vie artificielle.


        Quant à savoir si la VA est susceptible de créer de la vie, écoutons  Christopher Langton :

"[...] Il était 3 heures du matin. Tout à coup, j’ai senti une présence dans la pièce. Mais il n’y avait personne. J’ai réalisé qu’il s’était passé quelque chose sur l’écran et que cette chose avait frappé mon subconscient. J’avais réagi à quelque chose de vivant. Bien sûr, l’ordinateur n’était pas physiquement vivant, mais il était capable d’un certain comportement, auquel avait réagi quelque chose de primitif en moi, comme s’il y avait de la vie."

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