Les nouvelles technologies pour mesurer les réseaux sociaux des primates

Publié par Redbran le 19/04/2020 à 13:00
Source: CNRS INSB
Le plus souvent, les relations sociales entre animaux sont analysées via des observations directes de leurs comportements. Les nouvelles technologies à base de capteurs automatiques, moins coûteuses et de plus en plus utilisées, peuvent-elles remplacer l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très...) détaillée ? Une équipe interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) a montré que, bien que les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) ne capturent pas forcément toutes les interactions dans un groupe d'animaux, ils donnent au final la même vision de la structure sociale du groupe en un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) moindre. De tels capteurs représentent donc une voie prometteuse pour étudier les dynamiques sociales animales. Ces résultats sont présentés dans la revue Proceedings of the Royal Society A


Visualisation des réseaux sociaux du groupe de babouins, obtenus par les données recueillies par les capteurs (à gauche) et par les observations directes (à droite). L'épaisseur des liens est proportionnelle au nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'interactions observées. La visualisation montre de manière qualitative la similarité des réseaux sociaux obtenus par les différentes méthodes, en particulier en ce qui concerne les structures de liens forts.
© V. Gelardi

La compréhension des structures sociales et de leur évolution, aussi bien entre humains que dans les sociétés animales non humaines, a des implications importantes dans des domaines allant des sciences sociales à l'épidémiologie en passant par les sciences cognitives. De nombreux efforts sont donc dédiés à l'obtention de données permettant de décrire les relations entre individus, afin d'en obtenir une représentation sous forme de réseaux sociaux, qui peut ensuite être analysée grâce à la panoplie d'outils de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens...) des réseaux.

L'essor des nouvelles technologies a permis de nombreuses avancées dans l'étude des réseaux sociaux humains dans les dernières décennies. En ce qui concerne les sociétés animales, la situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non. Il inscrit un lieu dans un cadre plus général afin de le...) est plus complexe, et les données sont encore souvent recueillies via l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la...) directe des comportements. Bien que détaillées et précieuses, ces données sont coûteuses à obtenir, très incomplètes et potentiellement biaisées, car chaque observateur n'observe qu'un individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).) (et ses contacts) à la fois, et ce pour une durée limitée (par tranches de 5 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte...) par individu par exemple).

Des alternatives (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié en 1945.) développées récemment, permettant de collecter des données de manière automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour fondements...) et continue sur tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) un groupe, par exemple par des GPS ou des capteurs de proximité, semblent donc particulièrement intéressantes. Cependant, elles ne mesurent pas le type d'interactions, ni les interactions avec des individus non équipés de capteurs et, à cause de contraintes comme une résolution temporelle limitée, peuvent par exemple manquer des interactions rapides. Une question cruciale reste donc ouverte: les données récoltées par des techniques aussi diverses donnent-elles in fine une description cohérente et fiable des relations entre individus et de l'évolution du réseau social (Un réseau social est un ensemble d'entités sociales tel que des individus ou des organisations sociales reliés entre eux par des liens créés lors des...) d'un groupe animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de substances organiques. On...) ?

Dans une collaboration interdisciplinaire entre physiciens et spécialistes du comportement animal, les scientifiques ont apporté une réponse à cette question en étudiant les relations d'un groupe de primates (Les primates (du latin primas, atis signifiant « celui qui occupe la première place ») constituent un ordre au sein des mammifères placentaires. Ce clade regroupe...) simultanément par deux techniques: (i) des observations directes, où chaque individu est observé tour à tour pendant cinq minutes, ses comportements et ses interactions notés ; (ii) des capteurs (développés dans le cadre de la collaboration SocioPatterns) initialement dédiés au recueil des données mesurant les contacts face-à-face entre humains et adaptés ici pour les primates.

Les chercheurs ont ensuite analysé et comparé les données obtenues en utilisant des méthodes de physique statistique (La physique statistique a pour but d'expliquer le comportement et l'évolution de systèmes physiques comportant un grand nombre de particules (on parle de systèmes macroscopiques), à...) et de théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) des réseaux. Ils ont ainsi observé que les interactions consignées par un observateur ne sont pas toutes enregistrées par les capteurs, car certains comportements sociaux sont très rapides ou correspondent à des positions relatives moins facilement détectées (par exemple, présentation de l'arrière-train). Inversement, les capteurs enregistrent beaucoup plus de contacts, car ils fournissent des données en permanence sur tous les individus et non seulement sur ceux observés. Malgré ces différences au niveau des données détaillées, les chercheurs ont montré que les réseaux déduits des deux types de données, une fois agrégés sur une durée de quelques semaines, étaient extrêmement similaires: même statistiques, mêmes liens importants et sous-structures dans les deux cas. Les deux méthodes donnent donc au final la même vision du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) social à l'intérieur du groupe. De plus, les données issues des capteurs permettent d'obtenir cette vision avec simplement une journée de données, tandis qu'il faut une dizaine de jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....) pour obtenir le même résultat dans le cas d'observations directes. De plus, les observations ne peuvent souvent être maintenues sur plus d'un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) pour des raisons de ressources limitées, tandis que les capteurs peuvent fonctionner sans supervision humaine jusqu'à six mois.

Ces résultats montrent donc le grand intérêt de méthodes basées sur des capteurs automatiques, qui permettent de suivre les dynamiques des structures sociales aussi bien sur des temps courts, en détectant rapidement des changements de structure, que sur les temps longs souvent inaccessibles par d'autres techniques.

Pour en savoir plus: :
Measuring social networks in primates: wearable sensors vs. direct observations
Gelardi V, Godard J, Paleressompoulle D, Claidière N, Barrat A.
Proceedings of the royal society A 8 avril 2020. https://doi.org/10.1098/rspa.2019.0737

Laboratoire:
Centre de Physique Théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique.) (CPT) - (CNRS/ Aix (AIX est le système d'exploitation de type UNIX d'IBM. AIX est l'acronyme de Advanced Interactive eXecutive, mais seul l'acronyme est utilisé.) Marseille Univ/ Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Toulon)
Campus de Luminy, Case 907.
163 Avenue (Une avenue est une grande voie urbaine. Elle est en principe plantée d'arbres, et conduit à un monument.) de Luminy 13288 Marseille Cedex 9, France.

Contact:
Alain Barrat - Chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Centre de Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la...) Théorique (CPT) - Alain.barrat at cpt.univ-mrs.fr
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