L’intelligence artificielle aide à développer des modèles en écologie

Dans les écosystèmes, des millions d’espèces interagissent à la fois entre elles et avec leur environnement de milliards de façons différentes. Cela semble souvent chaotique. Pour les scientifiques qui tentent de comprendre ces dépendances, l’intelligence artificielle vient à la rescousse.

L’intelligence artificielle (IA) et l’apprentissage automatique sont capables de détecter certains modèles et de prédire des tendances qui échappent au raisonnement humain. De cette manière, ils ouvrent la voie à une coopération de plus en plus avancée entre les hommes et les ordinateurs, assurent les scientifiques dans “Frontiers in Ecology and Evolution”.

Les méthodes de calcul évolutives utilisées en IA reflètent, en un sens, l’évolution des espèces dans la nature. L’une des méthodes – la régression symbolique – permet la construction de formules lisibles par l’homme expliquant les lois de la nature.

«Nous avons utilisé la régression symbolique pour démontrer que les ordinateurs sont capables de créer des formules qui représentent le comportement des écosystèmes et des espèces à travers l’espace et le temps. Ces formules sont faciles à comprendre. Ils jettent les bases de règles générales en écologie, ce que la plupart des méthodes d’IA ne peuvent pas », a déclaré Pedro Cardoso, conservateur du Musée finlandais d’histoire naturelle de l’Université d’Helsinki.

En utilisant la régression symbolique, une équipe interdisciplinaire de Finlande, du Portugal et de France a pu expliquer pourquoi certaines espèces se trouvent dans certaines régions et pourquoi certaines zones sont plus biodiversifiées.

Par exemple, les chercheurs ont réussi à développer un modèle général qui explique pourquoi certaines îles abritent plus d’espèces que d’autres. Les îles océaniques ont un cycle de vie naturel – elles se forment lorsqu’une montée volcanique émerge de la mer et finissent par disparaître par érosion. L’algorithme – sans intervention humaine – a pu conclure que le nombre d’espèces sur une telle île augmente avec son âge et culmine au moyen âge, lorsque l’érosion est encore faible. “L’explication était connue, plusieurs formules existaient déjà, mais nous avons pu en inventer de nouvelles qui surpassaient les existantes à certains égards”, explique le doctorant Vasco Branco de l’Université d’Helsinki.

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Les scientifiques pensent que l’intelligence artificielle explicable (XAI) est un domaine pour faire progresser et promouvoir la collaboration émergente entre les humains et les machines. «Créer des formules uniquement sur la base de données, souvent sans hypothèses préalables de la part des gens, peut être un outil très puissant dans l’arsenal d’une discipline aussi complexe que l’écologie», explique Luis Correia, professeur d’informatique à l’Université de Lisbonne. (BOUILLIE)

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