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Le *Physarum polycephalum*, également connu sous le nom de "blob", est un organisme unicellulaire qui se déplace en étendant ses pseudopodes et en contractant son réseau veineux pour explorer son environnement à la recherche de nourriture. Lorsqu'il trouve de quoi se nourrir, il communique avec d'autres blobs en sécrétant du calcium, ce qui attire les autres pour fusionner avec lui. Deux individus génétiquement identiques peuvent fusionner pour n'en former qu'un, ou le blob peut se diviser en plusieurs clones. Il a également la particularité de pouvoir être cloné à partir de fragments d'au moins un millimètre. Son alimentation se compose de bactéries et de champignons forestiers, et il est capable d'engloutir des quantités importantes de nourriture en peu de temps. Il préfère les environnements humides et est attiré par la lumière et il a la faculté de doubler sa taille quotidiennement.
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![[blobDansBoitePetri.png]]
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Credit: Nirosha Murugan, Levin lab, Tufts University and Wyss Institute at Harvard University
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Cet organisme singulier, bien qu'unicellulaire, se meut grâce à l'expansion et la contraction de ses pseudopodes et de son réseau de veines, atteignant une vitesse de pointe de 4 cm par heure. Remarquablement, le blob possède la capacité de guérir ses blessures en moins de deux minutes et de réaménager complètement son réseau veineux en seulement trois heures. Malgré l'absence de cerveau, le blob est doté de la capacité d'apprendre de ses expériences et de partager ses connaissances en fusionnant avec d'autres blobs, démontrant ainsi que l'apprentissage peut se faire indépendamment d'un système nerveux. Son réseau veineux se développe selon des principes physiques similaires à ceux observés dans la vascularisation des tumeurs cancéreuses. Cet organisme présente une "forme d'intelligence" malgré l'absence de cerveau, et il fait l'objet de nombreuses recherches pour comprendre ses capacités uniques [1](https://www.onf.fr/vivre-la-foret/+/131a::un-etrange-organisme-que-lon-peut-rencontrer-en-foret-le-blob.html) [2](https://images.cnrs.fr/photo/20210139_0001). Son comportement est source d'inspiration pour, en particulier, des problèmes d'optimisation.
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## Algorithme `Slime Mold`
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L'algorithme Slime Mold est inspiré par le comportement des blobs (comme le *Physarum polycephalum*). Il utilise les principes de l'intelligence collective et de la biologie computationnelle pour résoudre des problèmes d'optimisation.
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### Fonctionnement naturel de *Physarum polycephalum*
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*Physarum polycephalum* explore son environnement à la recherche de nourriture en étendant des tubes plasmodiques. Lorsqu'une source de nourriture est trouvée, il optimise le réseau de tubes pour un flux efficace de nutriments, formant des réseaux qui ressemblent aux réseaux de transport humains. C'est à partir de ce principe qu'un algorithme peut être proposé.
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### Principes de bases de l'Algorithme Slime Mold
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1. **Exploration et chemotaxie** : simulation de l'exploration de l'espace par l'organisme, guidée par un gradient de concentration de nutriments.
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2. **Dépôt de trace** : l'organisme laisse une trace marquant son chemin, influençant le mouvement futur vers les chemins avec une concentration plus élevée.
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3. **Rétraction et optimisation** : réduction de l'importance des chemins moins efficaces, permettant de concentrer les ressources sur les chemins les plus efficaces.
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4. **Adaptation dynamique** : adaptation de l'organisme aux conditions changeantes, comme la découverte de nouvelles sources de nourriture.
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### Application de l'Algorithme
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Utilisé pour résoudre des problèmes d'optimisation de réseau, comme la conception de réseaux de transport ou de communication, en trouvant des chemins optimaux dans des graphes complexes.
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### Avantages
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- **Robustesse et Flexibilité**: Capacité d'adaptation à des changements sans reprogrammation complète.
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- **Simplicité**: Solutions efficaces et souvent surprenantes à des problèmes complexes.
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- **Parallélisme Naturel**: Efficacité pour les calculs sur des systèmes informatiques modernes grâce à la possibilité de parallélisation.
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L'algorithme Slime Mold illustre comment les stratégies d'optimisation naturelles peuvent être adaptées à un contexte computationnel pour résoudre efficacement des problèmes d'optimisation.
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## Simulation
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Pour cela vous pouvez repartir du papier de Jeff Jone [3](https://uwe-repository.worktribe.com/output/980579) mais Sage Jenson en fait une présentation plus accessible pour une implémentation [4](https://cargocollective.com/sagejenson/physarum) et vous trouverez ci-dessous les éléments principaux.
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Le modèle utilise à la fois une couche basée sur des agents (data) et une couche continue (trail). La couche des données est composée de nombreuses particules, tandis que celle des traces est formée d'une grille 2D de concentration (semblable à une image en pixels). Ces deux cartes interagissent mutuellement : les particules de la carte de données déposent du matériel sur la carte de traces, et en même temps, ces particules détectent les valeurs de la carte de traces pour ajuster leur mouvement.
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![[SimulationBlob.png]]
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