Une œuvre d'art évolue à partir d'une série de décisions, en tant qu'artiste combine les coups de pinceau, des pas de danse ou des notes de musique pour transmettre un sentiment ou une idée. Lorsqu'un groupe de danseurs en interaction improvise une performance à partir d'un répertoire de mouvements possibles, la dynamique des décisions artistiques devient encore plus complexe.

Pour Naomi Ehrich Léonard, Professeur Edwin S. Wilsey de Princeton en génie mécanique et aérospatial, ce collectif, le processus créatif du moment est un modèle précieux pour étudier la prise de décision sociale. Son équipe utilise des enquêtes basées sur des modèles mathématiques de la dynamique de groupe complexe pour expliquer et explorer le comportement collectif dans la nature et l'art et pour éclairer la conception de systèmes de contrôle pour les équipes de robots opérant dans des environnements difficiles.

Leonard est l'auteur principal d'une nouvelle analyse mathématique des décisions des danseurs et des opportunités de composition collaborative dans le travail d'improvisation basé sur des règles "There Might Be Others, " chorégraphié par Rebecca Lazier, maître de conférences en danse au Lewis Center for the Arts. Dans la pièce, les danseurs font des choix séquentiels parmi 44 modules de mouvement inspirés par une variété de styles de danse, y compris "Jump Bean" (rebondir et interagir avec d'autres danseurs) et "Oar, " qui présente une action semblable à une pagaie. Les règles de performance sont essentielles à l'art et à la façon dont la pièce se déroule, qui guident et contraignent quand, où et comment les danseurs exécutent la séquence de modules. Le professeur de musique Dan Trueman a composé de la musique pour la danse qui s'appuie également sur des règles de performance et l'improvisation.

"C'était incroyable de travailler avec les danseurs, " a déclaré Leonard. "Ils pouvaient exprimer ce qu'ils ressentaient lorsque nos manipulations des règles leur ont donné plus d'idées. Nous avons appris de nouvelles façons d'imposer aux danseurs des contraintes qui rendraient l'art plus stimulant, et donc plus intéressant et plus excitant."

Dans chaque unique, représentation d'une heure, les danseurs individuels présentent un module à la fois parmi l'ensemble des 44 et en recrutent d'autres pour les rejoindre. Jusqu'à trois sous-groupes de danseurs peuvent exécuter différents modules en même temps, et les juxtapositions de modules devraient être nouvelles à chaque représentation. La limite supérieure de trois sous-groupes crée une tension car avant qu'un danseur puisse introduire un nouveau module, les trois sous-groupes doivent fusionner en deux.

Leonard et ses collègues se sont joints aux répétitions de Princeton de "There Might Be Others, " ont varié les règles de performance et enregistré comment les tailles relatives des sous-groupes de danseurs exécutant différents modules ont changé au fil du temps. Ils ont analysé les choix des danseurs à l'aide d'un modèle mathématique de l'évolution de la taille des sous-groupes, en mettant l'accent sur la tension entre le choix d'« exploiter » les modules actuels et le choix d'« explorer » de nouveaux modules.

Le paradigme explorer-contre-exploiter a été appliqué aux études de la recherche de nourriture animale et de l'attention dans le cerveau. L'exploitation rapporte une récompense bien connue, alors que l'exploration fait référence à la prise de risque avec la possibilité d'une récompense encore plus grande. Dans ce cas, les récompenses sont de nature artistique, et ils changent avec le temps - une fois qu'un module a été dansé pendant un certain temps, il devient moins gratifiant, et l'impulsion à explorer en introduisant un nouveau mouvement peut augmenter.

Peu d'études ont évalué la tension explorer-exploiter dans la prise de décision en groupe. La recherche, publié le 20 novembre, 2018, dans la revue Revues scientifiques interdisciplinaires , représente également une nouvelle application d'une théorie évolutionniste examinant cette tension dans le contexte de différentes stratégies de survie au sein d'une population d'individus.

"Ce fut une collaboration fantastique à l'intersection de la danse, chorégraphie, improvisation et systèmes dynamiques, " dit Léonard, ajoutant que les principes du modèle mathématique ont influencé les approches des artistes et « sont devenus le langage de la pièce ».

En une séance de répétition, les chercheurs ont encouragé les danseurs à changer de mouvement plus fréquemment, tandis que dans un autre, l'instruction devait être plus résistante à la commutation. Leonard et Lazier ont tous deux noté que ces directives rendaient les interprètes plus conscients de leurs choix et influençaient la dynamique de groupe de la performance.

"Les manipulations des règles par Naomi ont aidé les danseurs à sortir de leur zone de confort personnel et à apprendre à se comporter en groupe, " a déclaré Lazier. Apprendre le langage explorer-exploiter et changer la tendance à changer de mouvement a rendu les danseurs plus conscients de leurs propres habitudes, incitant certains à diriger plus souvent et d'autres à rester délibérément en retrait. Ils en sont également venus à reconnaître la résistance au changement comme une composante importante de la performance, elle a dit.

Simon Levin, James S. McDonnell, professeur d'université distingué de Princeton en écologie et biologie évolutive, appelé l'étude "une fusion brillante d'analyse technique, théorie de l'évolution et art."

"Le papier n'est pas seulement amusant, mais est une démonstration stimulante de la façon dont les méthodes de la théorie de l'évolution et de la prise de décision collective peuvent être appliquées de manière fructueuse à d'autres domaines, " a ajouté Levin, qui a collaboré avec Leonard mais n'a pas participé à la présente étude.

Léonard, Lazier et Trueman aimeraient étendre leur collaboration pour enquêter sur la dynamique décisionnelle de la musique de " They Might Be Others, " ainsi que l'interaction entre la musique et la danse. Leonard a également noté que leur modèle pourrait être appliqué pour comprendre la prise de décision sociale dans la conception collaborative, sports d'équipe ou d'autres contextes avec des récompenses et des circonstances en constante évolution.

Leonard est un chef de file des travaux multidisciplinaires de Princeton dans le domaine de la robotique et des systèmes cyberphysiques au service de la société. L'un des objectifs de l'effort est de coordonner le comportement collectif des systèmes robotiques sans contrôle centralisé, ce qui pourrait être particulièrement utile dans les opérations de recherche et de sauvetage ou d'autres opérations complexes.