HAPPY HOUR CONFERENCES
La recherche Systèmes Complexes à consommer sans modération!
De la physique théorique à la sociologie en passant par l’écologie, la biologie, l’informatique ou encore l’économie, nous vous proposons de découvrir la diversité des disciplines et thématiques abordées par la recherche systèmes complexes à travers un cycle de séminaires accessibles.
Ces conférences sont destinées à un public de passionné.e.s de sciences, d’étudiants·es et d’enseignants·es-chercheurs·euses de toutes disciplines.
Si vous souhaitez participer aux Happy Hour Conferences en tant qu’intervenant·e, ou proposer un thème/des intervenants·tes, n’hésitez pas à nous écrire : contactcom_at_iscpif.fr
La justice algorithmique en question
Stéphanie Lacour, Fabien Tarissan
À l’heure où les applications issues de travaux de recherche en intelligence artificielle se diversifient, le droit n’échappe pas au mouvement général. Celui-ci se manifeste en particulier par la volonté d’utiliser des modèles prédictifs pour aider la prise de décision judiciaire.
Si l’utilisation de ces techniques au sein des tribunaux fait légitimement débat (la France ne l’autorise pas actuellement, à l’inverse des États-Unis), elles sont par contre déjà utilisées dans les cabinets d’avocats et, plus généralement, dans les services juridiques des entreprises, pour établir ou soutenir leurs stratégies contentieuses. Décrite en des termes très généraux, l’approche consiste en une première phase d’analyse de corpus de décisions judiciaires cherchant à déterminer quelles sont caractéristiques qui ont été prises en considération de manière prépondérantes par les juges dans les litiges en question. Cette connaissance est présentée, dans un second temps, comme permettant d’informer utilement la prise de décision pour de nouvelles affaires.
Dans cette conférence, nous présenterons les concepts informatiques sur lesquels reposent ces techniques avant d’aborder les enjeux qu’elles soulèvent : quels sont les avantages promis par les tenants de cette évolution technologique et quels sont les dangers qu’elle recèle, notamment en termes de biais discriminatoires.
Juriste et directrice de recherche CNRS, à l’Institut des Sciences Sociales du Politique. Elle dirige le groupement de recherche « Normes, Sciences et Techniques » du CNRS.
Chercheur au CNRS, professeur attaché à l’ENS Paris-Saclay et membre du laboratoire ISP. Ses travaux concernent principalement l’analyse et la modélisation de grands réseaux rencontrés en pratique, tels le réseau Internet, le réseau du Web, ou encore les réseaux sociaux.
DISSÉMINATION VERSUS MÉTASTASES : des moutons aux cellules tumorales
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Cancer and its normal neighbors: collective phenomena, Katrina Podsypanina, IHES, Univ. Paris Saclay
- Dissémination des troupeaux de moutons: imitation, leadership et intelligence collective, Fernando Peruani, Lab. de Physique Théorique et Modélisation, CY Cergy Paris Université
COMPORTEMENTS COLLECTIFS
Matière active: jeux de billes et vols d’oiseaux, de la cristallisation à l’intelligence collective
- Julien Tailleur (Laboratoire Matière et Systèmes complexes, Université Paris Diderot-CNRS)
- Olivier Dauchot (EC2M, CNRS Gulliver laboratory, ESPCI)
Intro
Introduction :
Les comportements collectifs fascinent parce qu’ils donnent à voir l’émergence de formes, statiques ou dynamiques, au sein d’une assemblée d’entités élémentaires, sans concertation apparente entre elles. On pense naturellement à la dynamique des foules, aux vols d’étourneaux et autres groupes d’animaux. On pense moins souvent aux atomes qui composent la matière, et s’organisent par milliards de milliards pour former même le plus simple des cristaux.
Quels sont les outils d’analyse et de description de ces systèmes? Qu’est ce qui distingue l’organisation des cristaux de celle des troupeaux animaliers?
En nous appuyant sur une variété d’expériences modèles simples, aussi simple qu’un jeu de bille, nous discuterons ces questions, la compréhension que l’on a aujourd’hui des principes qui sous-tendent l’organisation collective à grande échelle.Nous conclurons en ébauchant quelques pistes de réflexion sur les développements possibles de la robotique en essaim.
ALIMENTATION ET COMPLEXITÉ
La gastronomie intégrative
Christophe Lavelle, chercheur (CNRS, MNHN)
Modélisation et analyse de systèmes alimentaires et biologiques Complexes
Nathalie Perrot, directrice de recherche (INRA)
Intro
La gastronomie intégrative
Christophe Lavelle, chercheur (CNRS, MNHN)
La gastronomie est un millefeuille d’art, de technique, de sciences humaines et sciences dures qui se présente à quiconque entend comprendre notre alimentation dans ces multiples facettes, auxquelles nous pourrions ajouter l’écologie, la microbiologie, la psychologie et à la physiologie, la génétique et l’épigénétique, l’économie industrielle et le marketing sans oublier les systèmes complexes, le “big data” et autres approches de la science “moderne”, qui, justement, entendent nous aider à avoir une analyse la plus intégrative possible des questions alimentaires.
Modélisation et analyse de systèmes alimentaires et biologiques Complexes
Nathalie Perrot, directrice de recherche (INRA)
Les systèmes biologiques et alimentaires sont un champ d’étude particulièrement intéressant dès lors qu’on cherche à comprendre et orienter les lois qui les régissent en construisant des approches de modélisation in silico.
Depuis des décennies, la complexité de ces systèmes est compensée empiriquement par l’expertise humaine et fortement imprégnée du savoir-faire humain, de son implication dans les procédés traditionnels. Cette connaissance fondamentale est néanmoins capitalisée et partagée à un niveau très local et peu partagée.
La question se pose alors de comment recueillir, formaliser, intégrer ces connaissances à des approches de formalisation plus déterministes et remettre l’humain au cœur du processus de formalisation, de modélisation afin d’éclairer au mieux les décisions prises sur ces systèmes. Notre propos est sur le développement d’approches computationnelles interactives permettant de remettre au centre l’humain au service de l’humain dans ce domaine de l’alimentation ou l’expertise humaine est fondamentale.
THE PHYSICAL SINGULARITY OF LIFE
A statistical Mechanics for Biology
Stuart Kauffman (Emeritus Professor – Biochemistry, The University of Pennsylvania)
A matter of time : rythm and time in biology
Giuseppe Longo (Centre Cavaillès, CNRS et Ecole Normale Supérieure, Paris, and School of Medicine, Tufts Univ., Boston)
Intro
A statistical Mechanics for Biology
Stuart Kauffman (Emeritus Professor – Biochemistry, The University of Pennsylvania)
Ontogeny is controlled by a genetic regulatory network. The alternative dynamical attractors of this network
constitute the different cell types. For fifty years, Boolean networks have been used as good models of such regulatory
networks. Ensembles of Boolean networks behave in three regimes: ordered, critical, and chaotic. It now appears that real
genetic regulatory networks, under the drive of selection, have achieved the critical regime. The generic properties of this regime stand as a new kind of statistical mechanics for biology. These properties include homeostasis, restricted pathways of differentiation, and a scaling law: the number of cell types should increase as a power law with respect to DNA per cell (hence variables in the corresponding network.) The predicted power law slope is 0.63. The observed scaling is, in fact, a power law, the slope is 0.88. We believe a statistical mechanics that hopes to explain features of organism by the generic properties of the critical sub ensemble of boolean networks, may be highly valuable.
A matter of time : rythm and time in biology
Giuseppe Longo (Centre Cavaillès, CNRS et Ecole Normale Supérieure, Paris, and School of Medicine, Tufts Univ., Boston)
Physical theories present different approaches to time. Typically, the irreversibility of Thermodynamic time has no counterpart in Relativistic time, whose invariance properties are analog to those of space. Yet, all theories in physics represent time in a linear dimension with the same mathematical characteristic as any other (space) dimension. As for biology instead, the role of rhythms do not seem to be consistently formalized by the mathematics of physical clocks, which yield “frequencies” along the usual one-dimensional time. We thus propose an abstract mathematical frame for describing some proper features of biological time. First a “schematic” representation of biological time is given by a 2-dimensional manifold as a mathematical frame for accommodating autonomous biological rhythms. This allows to focus on a key phenomenon of life, rhythms, both physical (circadian, seasonal . . . ) and properly biological (heart beating, respiration, metabolic . . . ). Then, we elaborate on the peculiar irreversibility of phylogenetic and ontogenetic time(s) which may require an extra observable time in the same dimension, or even an extra dimension for a better understanding of the role of changing spaces of possibilities (phase spaces) and of rare events in biological evolution. The connection between time irreversibility and randomness will be hinted as well as the mathematical fact that incompressibility for finite sequences does not represent physical nor biological randomness.
SCIENCES DE LA DURABILITÉ
Complexité et mondialisation de l’économie : Réseaux complexes et gouvernance de la mondialisation
José Halloy, Prof. physique ( LIED, Univ. Paris Diderot)
Histoire économique de la mondialisation : Connexion et interdépendance, deux voies vers la complexité.
Mathieu Arnoux, Prof. histoire médiévale (LIED, Univ. Paris Diderot)
Intro
Introduction
Le changement climatique induit par les activités humaines qui produisent des gaz à effet de serre (GES) soulève des défis à l’échelle planétaire. Pour éviter que le climat ne devienne invivable pour l’humanité une transition énergétique vers des énergies qui n’émettent plus de GES doit s’imposer.
A cette nécessaire transition énergétique se couple la question de l’épuisement mondial des ressources biologiques et minérales.Or les activités économiques et industrielles sont mondialisées et se présentent comme des réseaux denses et intriqués d’échanges de ressources et de produits.
Un des défis scientifique est de décrire et comprendre les structures régulières qui existeraient dans ces réseaux. Sur la base de cette de compréhension, il s’agit d’éclairer la gouvernance des Etats entremêlés dans leurs nombreux échanges.
L’exposé de José Halloy portera sur des analyses possibles de quelqu’uns des réseaux économiques mondiaux. Le second exposé de Mathieu Arnoux portera sur la notion de “mondialisation” et de ses évolutions sur la longue durée historique.
BIOLOGICAL MORPHOGENESIS
- Which first principles should we use to understand biological morphogenesis ?
Maël Montevil (MSC, Université Paris Diderot) - Les moteurs de l’évolution sous-jacente à la phylogénèse
Paul Bourgine (RNSC, Unesco UniTwin CS-DC) - Une approche systémique de la morphogenèse embryonnaire chez les métazoaires
Nadine Peyriéras (BioEmergence, CNRS)
Intro
Which first principles should we use to understand biological morphogenesis ? – Maël Montevil (MSC, Université Paris Diderot)
When doing mathematical modeling, first principles are often interpreted as physical principles of conservation. In this paper, I show that properly biological first principles can also be introduced and used. Discussing this question can bring more coherence to the field and show that implicit, opposite assumptions are often made.
Les moteurs de l’évolution sous-jacente à la phylogénèse – Paul Bourgine (RNSC, Unesco UniTwin CS-DC)
Le principal moteur de l’évolution sous-jacente à la phylogenèse est l’attracteur global de l’équi-adaptation dans le paysage de fitness des phénotypes au sein d’un réseau auto-entretenu d’espèces en interaction. Pour chaque espèce, les phénotypes gravissent irréversiblement leur paysage de fitness local en modifiant leur morphogenèse embryonnaire à travers le réarrangement des réseaux de «morphogènes».
19h30-20h00 : Une approche systémique de la morphogenèse embryonnaire chez les métazoaires (animaux multicellulaires) – Nadine Peyriéras (BioEmergence, CNRS)
Pouvons-nous capturer les principes directeurs sous-jacents aux processus morphogénétiques dans les systèmes vivants à partir de leur observation in vivo à toutes les échelles? Notre approche est-elle adaptée pour améliorer notre compréhension prédictive de la physiologie et de l’évolution des systèmes vivants?
SYSTÈMES IMMUNITAIRES ET SYSTÈMES COMPLEXES
Comprendre et modéliser la complexité du système immunitaire
Véronique Thomas-Vaslin, chercheur CNRS (Sorbonne Université INSERM)
Dangers et promesses de l’analyse génomique systémique
Guillaume Darrasse-Jeze, Assistant Professor (Faculté de Médecine Paris-Descartes, INSERM).
Intro
Comprendre et modéliser la complexité du système immunitaire
Véronique Thomas-Vaslin, chercheur CNRS (Sorbonne Université INSERM)
J’expliquerai de façon conceptuelle comment notre système immunitaire se développe à l’interface entre nos cellules d’origine humaine durant l’ontogénie dans notre organisme « holobionte », afin de construire la perception de notre identité moléculaire et cellulaire et de préserver l’intégrité de notre corps. Le système immunitaire adaptatif génère ainsi en permanence des populations de lymphocytes, avec une diversification somatique dans chaque lymphocyte, du récepteur spécifique préexistant à la perception des antigènes. J’illustrerai ces modélisations par des simulations informatiques qui permettent de reconstruire l’activité de ce système biologique complexe.
Dangers et promesses de l’analyse génomique systémique
Guillaume Darrasse-Jeze, Assistant Professor (Faculté de Médecine Paris-Descartes, INSERM).
La complexité des paramètres affectant l’évolution des tumeurs est l’un des principaux obstacles au développement de nouvelles thérapies contre le cancer. Les technologies actuelles permettent de mesurer l’ensemble de l’expression des gènes des patients. Mais assez peu de stratégies d’analyse ont été mises en œuvre pour rationaliser l’énorme quantité d’informations récupérées, les hiérarchiser et les mettre en relation avec les données cliniques et la survie.Nous évoquerons les problèmes rencontrés par les équipes de recherche dans l’analyse de ces données, et présenterons de nouveaux outils et algorithmes permettant de les résoudre et de mieux comprendre l’influence des phénomènes biologiques, comme la réponse immunitaire à la présence de cellules tumorales, sur l’évolution de la maladie.
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