Les systèmes et les réseaux vivants et artificiels qui influent sur nos vies se complexifient, soulevant de nouveaux problèmes. L'équipe du groupe de recherche sur la complexité appliquée, que dirige le professeur Roland Bouffanais, étudie ces systèmes complexes (réseaux sociaux, intelligence en essaim, systèmes urbains, dynamique humaine, etc.) pour tenter de prédire la réaction des réseaux aux changements inattendus, dans l'espoir de trouver des solutions concrètes aux nombreux problèmes de l'humanité.
Étude des systèmes complexes
La science de la complexité a pour objet d'étude les changements dans les systèmes complexes et adaptatifs dont les éléments sont interalliés. Ces systèmes, difficiles à modéliser en raison des liens de dépendance et des relations entre ces éléments, forment un tout beaucoup plus grand et complexe que la somme de leurs parties. On trouve de tels systèmes dans la nature (écosystèmes, colonies de fourmis, activité neurone du cerveau), dans la société (chambres d'écho dans les médias sociaux) et dans les technologies (réseaux de dispositifs de dispositifs de cybersécurité, ordinateurs, machines).
Le groupe de recherche sur la complexité appliquée analyse le fonctionnement interne de ces systèmes en combinant l'apprentissage computational et l'apprentissage théorique. « Dans notre travail, nous tenons à maintenir un dialogue ouvert et constructif entre la science, la société et l'industrie », explique le professeur Bouffanais. Formé de spécialistes de divers domaines, le groupe jette des ponts entre la recherche et l'application interdisciplinaires en étudiant notamment la science des réseaux, la théorie du contrôle, l'apprentissage machine et les systèmes multiagents.
« Nous cherchons à comprendre en profondeur les systèmes comme les réseaux sociaux, l'intelligence en essaim, les systèmes urbains complexes et, au bout du compte, la dynamique humaine », précise le professeur. En 2020, au début de la pandémie de COVID-19, les travaux du chercheur ont apporté un éclairage crucial et opportun sur les tendances comportementales et la prise de décisions collectives.
« Ces projets m'ont permis de mesurer toute l'importance de nourrir une conscience éthique et de promouvoir un dialogue ouvert entre [diverses disciplines] », reconnaît-il.
Applications technologiques
Les travaux du professeur Bouffanais sur les systèmes complexes ont trouvé débouché dans le créneau de la cybersécurité.
Alors que les tentatives de piratage se multiplient sur les ordinateurs et appareils personnels et d'entreprise, et vu l'importance des technologies dans nos vies, l'approche multidisciplinaire du professeur trouve tout son sens.
En se servant de l'intelligence artificielle pour détecter automatiquement les cyberattaques, il espère renforcer la sécurité de tous les systèmes. Il s'appuie sur les principes des systèmes complexes pour mettre en place un contrôle dynamique et sûr des espaces cyber physiques ciblés par ces attaques. S'ils savent reconnaître les réactions des systèmes à différents stimulus, les réseaux sécurisés peuvent utiliser des algorithmes réactifs capables de contrer les attaques par anticipation.
Ainsi, en se protégeant eux-mêmes, les systèmes nous protégeraient aussi.
Roland Bouffanais
Roland Bouffanais, professeur agrégé à la Faculté de génie de l'Université d'Ottawa et spécialiste des sciences de la complexité, a effectué des recherches approfondies en Europe, en Asie et en Amérique du Nord. Avant son entrée à la Faculté de génie, en 2020, il a occupé un poste professoral à Singapour. Il compte à son actif plus de 110 articles dans des revues scientifiques à comité de lecture de premier plan et actes de conférence.