Karl Sims: un nom prédestiné ?

Publié le 28 Octobre 2007

sims-portrait.jpgDifficile de faire un who's who des bidouilleurs sans inclure un des plus grands noms du domaine et l'inspirateur de beaucoup d'entre eux: Karl Sims. A la base, Karl Sims est un chercheur en infographie, mais il est devenu un artiste en utilisant avec brio les systèmes de particules et l'intelligence artificielle dans ces animations.

Karl Sims est né à Cambridge (Massachussets, USA) en 1962. Il a obtenu son master de sciences en 1987 au Media Lab du MIT bien sûr. Il a ensuite travaillé en tant qu'artiste résident pour Thinking Machines, une spin-off du MIT spécialisée dans le calcul massivement parallèle. Il entre ensuite chez Whitney/Demos Production où il développe de nouveaux algorithmes pour l'image de synthèse 3D sur un super-ordinateur conçu par Thinking Machines, le CM-2 (Connection Machine 2). Puis, il co-fonde Optomystic, une société de production d'image de synthèse, toujours dirigée par John Whitney de Whitney/Demos Production. Enfin, il dirige aujourd'hui GenArts, qui fournit des plug-ins pour les programmes de synthèse d'effets spéciaux de l'industrie du cinéma pour des films tels que: Le Seigneur des anneaux, X-men, Superman, Pitch Black, Star Trek...

Si une grande partie de son travail est dédiée à la synthèse d'images numériques, il s'est surtout fait connaître et reconnaître pour ses travaux liés à l'évolution et la sélection "naturelle" de créatures virtuelles. Sims est l'auteur de plusieurs articles scientifiques de référence sur les créatures virtuelles et l'évolution artificielle appliquée aux arts numériques. Ses créatures virtuelles utilisaient des réseaux de neurones pour traiter l'information qu'elles recevaient de différents capteurs et agir sur leurs muscles virtuels en fonction de leur environnement. Chaque créature avait ses mouvements propres (issus de l'évolution) et ceci a permis de faire émerger les modes de déplacement classique en fonction du milieu où elles vivent: la nage, le saut et une sorte de marche par petits bonds (la marche telle qu'on l'entend habituellement semble trop complexe pour apparaître vite au cours de l'évolution et nécessiterait de très nombreuses générations qui n'ont pas pu être calculées.).

De plus, différents types de créatures étaient réunis dans un même environnement afin de tester les effets de compétition par rapport à de la nourriture par exemple. Ceci a notamment permis de voir émerger le modèle de la Reine Rouge, trop compliqué à expliquer ici (Red queen effect, démorésilience). Ces principes d'évolution artificielle ont donné lieu à "Evolved Virtual Creatures" en 1994 (voir ci-dessous). En 1997, il crée "Galapagos" au centre de communication NTT à Tokyo, où il intègre l'interactivité: maintenant le spectateur peut sélectionner lui-même les créatures qu'il veut voir survivre et il peut provoquer des mutations.

Karl Sims a aussi appliqué ces principes d'évolution artificielle à des objets abstraits tels que des images, qui ne sont normalement pas soumises à une quelconque évolution. L'application d'algorithmes génétiques à des images a donnée lieu à "Primordial Dance", "Liquid Selves" et bien sûr "Genetic Images".

Pour tous ses travaux, Karl Sims a reçu une trentaine de prix dans des festivals internationaux dont 8 en 1992 pour "Primordial Dance" et "Liquid Selves". Il a notamment reçu 2 Golden Nicas au Festival Ars Electronica (1991 et 1992).


Tous ces travaux par ordre chronologique:

Interactive Video Kaleidoscope (1987)

Cette installation était un kaleidoscope à taille humaine qui générait des formes colorées en fonction des visages des spectateurs. Elle a été présentée au MIT, puis au SIGGRAPH à Atlanta en 1988, mais aucune image n'est disponible malheureusement.

Locomotion Studies (1987)

Très peu d'information disponible également sur ce projet qui date d'une époque où l'internet n'existait pas. Mais c'est quand même une phase importante dans les travaux de Sims, car il commence à s'intéresser aux mouvements de créatures virtuelles. Il n'y avait pas encore d'évolution mais déjà les contraintes d'un mouvement coordonné par plusieurs "muscles".

Particle Dreams (1988)

Karl Sims franchit une nouvelle étape et introduit les interactions dans ses simulations en travaillant avec des systèmes de particules. Il commence alors par les bases où ces interactions sont dues à des forces physiques telles que la gravitation autour d'une étoile, ou la chute libre dans un champ de gravité. Mais bien sûr, il ne s'arrête pas là et simule aussi des explosions, des chutes d'eau et une tempête de neige. De telles simulations sont très gourmandes en calcul (surtout en 1988), c'est donc pour cela qu'elles ont été réalisées sur la Connection Machine 2, du temps où il travaillait chez Optomystic.



Inner View (1989)

Rien de bien nouveau avec "Inner View", juste des améliorations sur la synthèse d'images en 3D.

Burning Logos (1989)

Pareil avec "Burning logos", juste une variation de "Particle Dreams" appliquée à la simulation du feu.

Excerpts from Leonardo's Deluge (1989)

Présentée au SIGGRAPH'89, cette vidéo annoncait le futur "Liquid Selves" 3 ans plus tard en développant des méthodes pour réaliser des chorégraphies d'images.

Panspermia (1990)

"Panspermia" est le premier carton de Karl Sims qui le fera connaître lors du SIGGRAPH'90 auprès du grand public. Ce court-métrage illustre la théorie de la panspermie, selon laquelle la vie se promène de planète en planète dans l'univers sous forme de germes ou de spores qui voyagent à travers les galaxies. Cette pièce maîtresse de la carrière de Karl Sims décrit le cycle depuis l'arrivée d'une graine sur une planète désertique jusqu'à l'éjection d'une nouvelle graine vers l'espace. Entre deux apparaissent les plantes, les arbres, les algues, les mollusques et la reproduction.

A l'aide d'un logiciel développé exprès pour ce film, Sims commence déjà à triturer l'évolution artificielle en l'appliquant aux plantes et aux arbres via des mutations numériques, mais l'aspect biologique-numérique n'apparaîtra que plus tard. Il inclut également de la simulation dynamique pour les mouvements et encore des systèmes de particules.

De manière assez surprenante, "Panspermia" est devenu le clip de "Planet Caravan" de Black Sabbath. Voici la version originales sans la musique de Black Sabbath:



Primordial Dance (1991)

"Primordial Dance" est une animation expérimentale créée à partir d'images basées sur des équations mathématiques qui évoluent image après image: le programme génère des images abstraites et le programmeur choisit celles qui vont survivre en fonction de leur esthétique. Les images survivantes et leur équation mathématique associée subissent alors des mutations, puis de nouvelles images sont générées et ainsi de suite, de génération en génération. Ensuite, le programme interpole entre ces générations pour créer l'animation finale:



Liquid Selves (1992)

D'un point de vue technique, "Liquid Selves" n'est qu'une compilation des prouesses précédentes de Karl Sims. D'un point de vue artistique, il s'agit plus d'une réflexion sur l'opposition possible entre les représentations réelle et virtuelle d'une même personne en fonction de l'évolution des technologies de communication. En voyant cette vidéo, il faut se rappeler qu'elle date de 1992: c'était les débuts d'internet et "Second Life" n'existait pas. Aujourd'hui (15 ans plus tard), tout le monde est conscient de la différence entre notre image réelle dans la vie de tous les jours et notre image virtuelle sur les blogs, dans les forums, etc.

Pour bien voir l'aspect précurseur de Karl Sims, voici une traduction d'une de ces déclarations: 

"Plus la technologie nous amène à l'âge des mondes virtuels, moins nous dépendons de nos corps physiques. Nos identités virtuelles deviennent de plus en plus puissantes et flexibles, mais aussi instables et difficiles à définir. Nous laissons nos visages physiques loin derrière et notre image n'est plus qu'un masque. Nos capacités à recevoir et générer des connaissances sont décuplées et ceci affectera l'évolution de notre civilisation, mais une conséquence possible est la destruction pure et simple de nos corps."




Genetic Images (1993)

"Genetic Images" est une installation interactive qui a notamment été présentée au centre Pompidou (mars-mai 1993) et qui se composait de 16 écrans disposés en arc de cercle, sur lesquels un super-ordinateur affichait des images crées sur les mêmes principes que "Primordial Dance". La différence majeure est l'interaction avec le spectateur: devant chaque écran était placé un tapis-capteur et la position du spectateur indiquait donc à l'ordinateur quelle était son image préférée. Ces images étaient donc sélectionnées pour générer une nouvelle génération suivant les principes de l'évolution digitale en modifiant légèrement les équations qui avaient permis de générer la première génération d'images.


Evolved Virtual Creatures (1994)

"Evolved Virtual Creatures" est sans aucun doute le travail le plus emblématique de Karl Sims du point de vue fondamental: il applique les lois d'évolution de Darwin à des populations de créatures virtuelles composées de plusieurs cubes. Un super-ordinateur a d'abord créé plusieurs centaines de créatures et chacune d'elle a été testée selon différents critères tels que l'aptitude au déplacement. Les créatures qui se révélaient les plus aptes étaient sélectionnées et recombinées pour produire une nouvelle génération. Ainsi, de génération en génération, certaines créatures sont devenues très évoluées, voire même aptes au combat...



Galápagos (1997)

Une fois la démonstration faite avec "Evolved Virtual Creatures", Karl Sims ne peut pas s'empêcher d'y inclure l'interactivité avec le spectateur et crée donc "Galapagos": 12 écrans présentent les créatures d'une génération et le spectateur choisit celles qui vont évoluer. Le résultat est surprenant de complexité. Malheureusement, il semble n'exister aucune vidéo de cette installation... Mais on peut voir toute une galerie des différentes créatures ainsi générées.



Liens utiles:

- Liste de travaux
- Le dossier de biota.org
- Sa page Wikipedia
- Un cours très complet sur la vie artificielle et l'évolution digitale.


Vidéos téléchargeables:

- Evolved virtual creatures (1994)
- Liquid Selves (1992)
- Primordial Dance (1991)
- Panspermia (1990)
- Particle Dreams (1988)

Rédigé par J...

Publié dans #Who's who in bidouille ?

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exes 30/10/2007 09:37

Ouais, c'est toi qu'a raison J... !
Super les evolved creatures !
j'aurai voulu être un evolved moi-même.

J... 30/10/2007 04:03

Si on en croit le dico 2.0: robaratif veut dire:

fortifiant, reconstituant, réconfortant, tonifiant, stimulant, tonique, vivifiant, réparateur.

Ici , il va falloir changer de ton (on se fout de savoir si un article su run blog a un intérêt quelconque): J... est en colère, très en colère. Son passé d'éco-terroriste le rattrape jour après jour, et il n'est pas content: il va falloir sévir.

Sévir fort et violemment.

L'évolution a ses limites: le rythme.

L'évolution n'a de sens que si le milieu change moins vite que les populations.

Or le contraire a été démontré comme vrai.

Donc il n'y a plus d'évolution possible: maintenant, c'est la loi du plus fort.

Et le premier qui frappe, c'est celui qui a raison.

emoc 29/10/2007 19:02

mazette! quel billet roboratif