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Theses

Search and broadcast in stochastic environments, a biological perspective.

Résumé : Cette thèse s’articule autour de deux séries de travaux motivés par des expériences sur des fourmis. Bien qu’inspirés par la biologie, les modèles que nous développons utilisent une terminologie et une approche typique de l’informatique théorique. Le premier modèle s’inspire du transport collaboratif de nourriture au sein de l’espèce P. Longicornis. Certains aspects fondamentaux du processus peuvent être décrits par un problème de recherche sur un graphe augmenté d'un certain type d’indications bruitées à chaque noeud. Ces indications représentent de courtes traces de phéromones déposées devant l’objet transporté afin de faciliter la navigation. Dans cette thèse, nous donnons une analyse complète du problème lorsque le graphe sous-jacent est un arbre, une hypothèse pertinente dans un cadre informatique. En particulier, notre modèle peut être vu comme une généralisation de la recherche binaire aux arbres en présence de bruit. De manière surprenante, les comportements des algorithmes optimaux dans ce cadre diffèrent suivant le type de garantie que l’on étudie : convergence en moyenne ou avec grande probabilité. Le deuxième modèle présenté dans cette thèse décrit la diffusion d’informations au sein de fourmis du désert. Dans notre modèle, les échanges ont lieu uniformément au hasard, et sont sujets à du bruit. Nous prouvons une borne inférieure sur le nombre d’interactions requis en fonction de la taille du groupe. La borne, de même que les hypothèses du modèle, semblent compatible avec les données expérimentales. Une conséquence théorique de ce résultat est une séparation dans ce cadre des variantes PUSH et PULL pour le problème du broadcast avec bruit. Nous étudions aussi une version du problème avec des garanties de convergence plus fortes. Dans ce cas, le problème peut être résolu efficacement, même si les messages échangés au cours de chaque interaction sont très limités.
Document type :
Theses
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01963290
Contributor : Lucas Boczkowski <>
Submitted on : Friday, December 21, 2018 - 11:42:28 AM
Last modification on : Friday, April 10, 2020 - 5:10:46 PM
Document(s) archivé(s) le : Friday, March 22, 2019 - 4:04:18 PM

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  • HAL Id : tel-01963290, version 1

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Lucas Boczkowski. Search and broadcast in stochastic environments, a biological perspective.. Computer Science [cs]. Université Paris 7, 2018. English. ⟨tel-01963290⟩

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